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噪声控制技术的发展

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噪声控制技术的发展

我国噪声控制技术起步较晚,改革开放之后的十几年时间里才逐渐重视起对噪声污染的控制,但是发展十分迅速,对噪声控制技术进行了系统的研究,并且取得了显著的成果,在有些方面甚至取得了令世界瞩目的突破性进展。

消声器是一种在允许气流通过的同时,又能有效地阻止或减弱声能向外传播的装置。主要用于机械设备的进、排气管道或通风管道的噪声控制。一个性能好的消声器,可使气流噪声降低20~40dB。消声器种类有很多,但主要分为三类:阻性消声器、抗性消声器和复合消声器。其中,阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上,或者按照一定的方式排列在管道中,就构成了阻性消声器。当声波进入消声器后,由于摩擦力和粘滞阻力的作用,部分声能转化为热能散失,起到消声作用,阻性消声器结构简单,能较好的消除中、高频噪声,但不适合在高温、湿度高的环境中使用,对低频噪声消声效果也较差。在实际应用中被广泛利用。而抗性消声器则不使用消声材料,它是利用管道截面的突变或旁接共振腔,使声波发生发生反射或干涉,从而使部分声波不再沿管道继续传播,从而达到消声的目的。抗性消声器耐高温,耐冲击,适用于消除中低频噪声,实际应用中常用于消除空压机、内燃机和汽车排气噪声的消声。将两者结合起来的是复合消声器,可在较宽的频率范围内获得良好的消声效果。除了三种传统消声器外,新型消声器中的比较常见的是微穿孔板消声器,是我国研制的一种新型消声器,在厚度小于1mm的金属薄板穿小孔后与板后的空腔组成共振结构,替代吸声材料。

生活中随处可见各种消声技术的存在,如摩托车的消声器,风箱的消声器和枪械消声器,应用范围十分广泛,但消声器的测量评价方法虽然多年以前就开始进行了很多的研究工作,但直到近些年才出现了标准化的方法,我国在这个领域的研究还有很大的不足,不能做到针对某些消声器的特殊要求来进行实验测量,今后应特别加强这方面的工作。

吸声降噪是控制室内噪声常用的技术措施,通过吸声材料和吸声结构来降低噪声,一般情况下,吸声控制能使室内噪声降低约3~5dB,使噪声严重的车间降噪6~10dB。吸声材料及结构的种类很多,根据其材料结构的不同,可以分为三类,多孔吸声材料:纤维状吸声材料,颗粒吸声材料和泡沫状吸声材料。共振吸声结构:单个共振器,穿孔板共振吸声结构和薄板共振吸声结构。还有特殊的吸声结构:薄膜共振吸声结构。在国际上,各大声学材料生产企业都在寻找和开发新型的无机纤维吸声材料和结构,随着人们对健康和环境保护意识的提高,无机纤维吸声材料是未来吸声材料发展的趋势。

声波在通过空气的传播途径中,碰到一匀质屏蔽无时,由于两分界特性阻抗的改变,使部分声能被屏蔽物反射回去,从而降低噪声的传播。隔声设备包括隔声门、隔声窗等各类隔声构件以及隔声间、隔声罩、隔声屏等专用隔声设备。关于隔声屏、隔声间和隔声罩的测量方法和评价方法是近几年才日趋完善的。

近年来,随着人们生活水平的提高,人们对振动控制提出了更高的要求。隔振技术作为振动控制的一个重要分支,越来越受到人们的重视,并在越来越多的方面得到应用。隔振技术分为被动隔振和主动隔振。与被动隔振相比,主动隔振技术具有自适应性好,可对低频振动进行隔离以及重量轻等优点,因而是未来隔振技术的研究热点。目前隔振技术主要研究领域和应用方向为:航天工程、动力工程、精密工程、土木工程和车辆工程。

虽然我国经过近几十年发展,噪声控制技术已经取得了显著的成就并且已经十分广泛的应用于各个领域,但是我们也应看到,噪声控制设备和工程的评价技术尚有很多问题没有解决,应进一步研究现代声学测量技术用于测量评价噪声控制工程和设备,并发展为标准的方法,特别是应发展一些噪声控制设备现场测量评价方法,如现场隔声测量方法、现场吸声测量方法;进一步研究噪声控制设备的单一评价指数,目前除隔声构件的单一评价比指数比较成熟外、其他噪声控制设备的单一评价指数均不成熟;试验室方法和现场测量方法两种方法的相关性、影响他们测量不确定的主要因素尚研究不足,影响了这些方法的测量结果的可比性和实际应用;噪声控制工程和噪声控制设备的低频噪声效果评价等。此外,我国在这个领域还应重点加强如下两方面工作:进一步完善和统一有关噪声控制设备测量评价标准,努力等效采用相关国际标准,促进噪声控制产品的国际贸易和交流;在环境噪声和工业噪声领域,明确采用噪声暴露、噪声照射、噪声发射的概念,以避免在一些评价工作中的概念混淆。随着噪声控制技术的技术进步和噪声控制工程经验的积累,噪声源的分析和识别技术的发展,声学材料的标准化、系列化使更多的人能直接进行噪声控制工程的设计。我国已经颁发了一些有关噪声控制设备的测量方法和评价的标准,但还不够完善,我国噪声控制设备及其产业和国际先进水平仍有较大差距。技术含量高的产品少,工艺装备落后,缺少专用生产设备,不具备规模化生产的能力,缺少噪声控制设备的质量检测仪和设备。未来应在这些方面作出努力。

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