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声源做简谐振动所产生的声波,声压和时间的关系呈正弦曲线,它只具有单一的频率成分,因此,我们称之为纯音。复音是由很多不同频率的纯音组成的声波,在听觉上可以引起一个以上的音调。频谱是在频率域上描述声音强度变化规律的曲线,一般以频率(或频带)为横坐标,以声压级(或声功率级)为纵坐标。
在可听声的频率范围内,声能连续分布,在频谱图上呈现一条连续的曲线,称之为连续谱,而声能间断分布,在频谱图上是一系列分离的竖直线段,称之为离散谱。
工业噪声一般都是由很多频率和强度不同的成分组成,其频谱有连续谱、离散谱,也有两者的混合谱。为了了解噪声的成分和性质,从而有效地控制它,做频谱分析是十分必要的。
有的机械设备高频率的声音较多,听起来尖叫刺耳例如电锯、铆钉等它们辐射的噪声,主要频率成分是在1000Hz以上,属于高频噪声。有的机器辐射的噪声低频成分较多,主要能量集中分布在500Hz以下的频率范围内,听起来低沉闷响,这种噪声属于低频噪声,例如空压机、汽车的噪声。我们把主要频率成分分布在500~1000Hz范围内的噪声称为中频噪声,例如高压风机、水泵的噪声,把频谱中能量比较均匀地分布125~2000Hz范围内的噪声,称为宽带噪声,例如柴油机、轴流风机的噪声。
在一般情况下,对工业噪声没有必要逐一频率地进行分析。根据人耳对声音频率变化的反应,把可听声的频率范围按倍频程或1/3倍频程划分成频带。在噪声测量中,做出噪声按倍频程分布的声压级曲线,即为倍频程频谱分析,用这种方法可以直观地了解噪声的概略特性。如果要想知道更详细的噪声频谱特性,还可以使用1/3倍频程频谱分析的方法。
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