噪聲實(shí)時(shí)頻譜分析儀器的應(yīng)用
一、聲音的二大特性： （聲音的三要素： 強(qiáng)弱、音調(diào)和由波形來決定的音色）
１． 強(qiáng) 度： 單位是 ｄＢ（分貝）。強(qiáng)度由聲波的振幅來決定，振幅越大，表示聲波的能量越高，因此聲音也就越強(qiáng)。如：鼓皮敲得重，上下振動(dòng)劇烈，聲壓大，聽起來聲音就響。反之振動(dòng)小，聲壓小，聽起來聲音就弱。
④ 倍頻程的中心頻率代表的是其中一個(gè)頻率范圍：如表倍頻點(diǎn)范圍：
２． 頻 率： 單位是 Ｈｚ（赫）。物理學(xué)上用它表示物體在一秒內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)。頻率高低由振動(dòng)的頻率決定（也可稱音調(diào)，人耳對(duì)不同頻率的聲音感覺是不一樣的）。頻率越高，聲音就越尖銳。振動(dòng)過慢或過快的聲音人們是感覺不到的。人類只可以聽到每秒振動(dòng) ２０次到２００００次的聲音，我們稱２０ ～ ２００００ Ｈｚ的聲音為“可聽聲"，低于 ２０ Ｈｚ聲音為次聲，高于 ２００００ Ｈｚ的聲音為超聲，次聲和超聲人耳聽不到。但它是客觀存在的。如老鼠可以聽到次聲，蝙蝠可以聽到超聲。
二、噪聲分析：
１， 聲音的第一個(gè)特點(diǎn)就是有強(qiáng)弱之分（強(qiáng)度），用聲壓級(jí)或聲功率級(jí)（聲源在單 位時(shí)間內(nèi)輻射的總聲能）或聲強(qiáng)級(jí)等來表示。如：火車運(yùn)行時(shí)的聲音變化時(shí)的曲線圖，進(jìn)出站及鳴迪時(shí)聲壓大，聽起來聲音就響。反之聽起來聲音就弱。
① 表現(xiàn)方式：穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)、脈沖（新標(biāo)準(zhǔn)為Ｃ聲級(jí)峰值）。
② 測(cè)量值：聲壓級(jí)Ｌｐ、時(shí)間平均值Ｌｅｑ（Ｔ）、計(jì)權(quán)聲功率級(jí)ＬＷＡ等。
③ 頻率計(jì)權(quán)：Ａ、Ｃ、Ｚ，
④ 時(shí)間計(jì)權(quán)值：快（Ｆ，０．１２５ ｓ）、慢（Ｓ，１ ｓ）
２、 噪聲源聲音之所以可以區(qū)分就是它們具備聲音的大小（強(qiáng)度）的同時(shí)還具備了音調(diào)（頻率）的差異。人耳對(duì)不同頻率的聲音會(huì)感覺到如“底沉"、“沙啞"、“刺耳"等。因此人耳對(duì)各類聲音會(huì)有所分辨。如：男人說話多在 ５００Ｈｚ以下，而女人說話多在 ５００ Ｈｚ以上，聽起來男人嗓音的音調(diào)比女人低，所以很容易區(qū)別出男女的聲音。又如我們平常聽到小汽車?yán)嚷暿堑椭蓄l發(fā)出的“強(qiáng)勁敦厚"的感覺，而大貨車?yán)仁侵懈哳l發(fā)出的“尖銳刺耳"的聲音。
三、噪聲頻譜分析方法說明：
１． 任何聲源都不止一個(gè)頻率發(fā)出的，它們是無數(shù)頻率成分的聲音的大合奏。但是把每一個(gè)噪聲源所有頻率成分的聲音的聲壓一一分析出來，雖然技術(shù)上可以辦得到，但并沒有太大必要。為了方便，并根據(jù)人耳對(duì)聲音頻率變化的反應(yīng)，使用只能允許一定范圍的頻率成分通過，其它頻率成分被衰減掉的帶通濾波器，把一段一段的頻率成分選出來進(jìn)行聲音強(qiáng)度的測(cè)量。我們稱之為頻譜分析。
２． 在噪聲測(cè)量中，往往需要進(jìn)行噪聲頻譜分析來確定噪聲源的特性及主要頻率成分，所以國(guó)家相關(guān)的“噪聲測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)""除了對(duì)噪聲大小聲壓級(jí)限值外還規(guī)定了頻率聲壓級(jí)測(cè)量和限值
３． 噪聲的頻譜分析方法通常使用ＣＰＢ分析法和ＦＦＴ分析法
① ＣＰＢ 分析的方法通常稱為１／Ｎ倍頻程分析法（１／Ｎ ＯＣＴ ＡＶＥ）。
② ＦＦＴ 分析法采用的是快速傅立葉變換的線性數(shù)字濾波器，對(duì)噪音頻譜有著很高的解析度。
４． 為了統(tǒng)一起見，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化ＩＳＯ組織規(guī)定了１／１和１／３倍頻程的中心頻率。它是將寬廣的聲頻范圍（２０ ～ ２００００ Ｈｚ可聽聲范圍），劃分為若干較小的頻段，每個(gè)頻段上限頻率值與下限頻率值差值稱為頻段帶寬。（Ｎ ＝ １時(shí)稱為１／１倍頻程，Ｎ ＝ ３ 稱為１／３ 倍頻程，Ｎ ＝ ６時(shí)稱為１／６倍頻程）。Ｎ越大分析的就越細(xì)。顯然１／３倍相對(duì)于１／１倍頻程濾波器分析得更加精細(xì)，因此也更容易分辨出噪聲的根源。
① １／１倍中心頻率點(diǎn)：３１．５、６３、１２５，２５０，５００，１ｋ，２ｋ，４ｋ，８ｋ，１６ ｋ，２０ｋ Ｈｚ
② １／３倍中心頻率點(diǎn)：２０，２５，３１．５，４０，５０，６３，８０，１００，１２５，１６０，２００，２５０，３１５，４００，５００，６３０，８００，１ｋ，１．２５ｋ，１．６ｋ，２ｋ，２．５ｋ，３．１５ｋ，４ｋ，５ｋ，６．３ｋ，８ｋ，１０ｋ，１２．５ｋ，１６ｋ，
③ １／６倍中心頻率點(diǎn)：２０，２５，３１．５，４０，５０，６３，８０，１００，１２５，１６０，２００，２５０，３１５，４００，５００，６３０，８００，１０００，１２５０，１６００，２００００，２５００，３１５０，４０００，５０００，６３００，８０００，１０ｋ、１２．５ｋ、１６ｋ，２０ｋＨｚ。
④ 倍頻程的中心頻率代表的是其中一個(gè)頻率范圍：如表倍頻點(diǎn)范圍：
| 中心頻率（Ｈｚ） | 中心頻率（Ｈｚ） | 中心頻率（Ｈｚ） | 中心頻率（Ｈｚ） |
| ３１．５ | ３１．５ | ３１．５ | ３１．５ |
| １２５ | １２５ | １２５ | １２５ |
| ５００ | ５００ | ５００ | ５００ |
四、實(shí)時(shí)頻譜分析應(yīng)用
１． 使用便捷式實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)頻譜分析儀，是聲壓級(jí)在同一時(shí)間段、相同的噪聲源工況條件下測(cè)量噪聲發(fā)射情況。比之使用模擬濾波器時(shí)中心頻率的濾波器依次進(jìn)行頻譜測(cè)量分析顯然實(shí)時(shí)分析的測(cè)試效率要高得多。
２． 使用ＨＳ２１２０噪聲測(cè)量系統(tǒng)主要功能都是通過軟件實(shí)現(xiàn)的，因此它的各項(xiàng)性能指標(biāo)非常準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好。 大優(yōu)點(diǎn)是分析速度快。可以在幾十毫秒甚至更短的時(shí)間內(nèi)獲得倍頻程頻譜分析的結(jié)果。軟件可以同時(shí)完成１／１、１／３、 １／６倍頻程譜和ＦＦＴ分析，而且還可以擴(kuò)展為其它許多測(cè)量與分析功能。
① 設(shè)備與主界面
② ＦＦＴ分析界面（快速傅立葉變換）
③ 風(fēng)機(jī)聲源實(shí)時(shí)頻譜分析應(yīng)用：對(duì)風(fēng)機(jī)聲源進(jìn)行多次頻譜分析，可取得風(fēng)機(jī)頻譜聲壓原始數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，就可找出其規(guī)律而 終可確定聲源（軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)、齒輪箱、風(fēng)扇）各部件聲壓所對(duì)應(yīng)的頻率范圍，以此為依據(jù)發(fā)現(xiàn)它的異音問題部件，從而有針對(duì)性地采取處理措施。
