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柴油发电机组噪声测量的常用仪器 |
摘要：柴油发电机组噪声测量仪通常测量的是声压级，单位是dB，一般噪声仪测得的数据为瞬时声压级包括最大值和最小值，也可以加入积分功能，测量一段时间的有效值。柴油发电机组在进行噪声测量时，一般要测量噪声总的声压级和声压级的频谱特性，使用的主要仪器有：声级计、频谱分析仪、电平记录仪、磁带记录仪和倍频程滤波器等。
1、声级计
声级计是噪声测量最常用的便携式仪器，可测量总声压级和各种计权声压级。常用的声级计按精度可分为普通声级计和精密声级计两类。
① 声级计的工作原理
声级计由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波和显示等部分组成。前置放大器用作阻抗变换，衰减器用作量程切换，这种声级计具有A、B、c三种计权网络，可与频谱分析仪、电平记录仪和显示器等配合使用，综合分析噪声源的频谱特性。
② 传声器
传声器是一种实现声电转换的传感器，有电动式、压电式和电容式等几种。电动式传声器的工作原理是：在声压作用下，磁场中的动圈随声压的变化而产生振动并感应电动势。其特点是输出阻抗低、受温度影响小，但灵敏度低，受磁场干扰大，多用于普通声级计。压电式传声器是基于某些压电材料的压电效应，把声压的变化转换成电荷或电信号输出。其结构简单、价格便宜、动态范围宽，但灵敏度较低，受温度影响较大，常用于普通声级计。
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柴油发电机组噪声精密级声级计 |
2、频谱分析仪器
频谱分析仪器是研究柴油发电机组电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。
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频谱分析仪器 |
3、电平记录仪
电平记录仪能把测里结果自动记录在记录纸上。声级计与电平记录仪配合，可测得和记录噪声随时间的分布，再配合倍频程或1/3倍频程滤波器，可直接记录噪声的频谱。电平记录仪可记录频率响应特性、混响衰减曲线等。
在振动及冲击测量中，过去使用较多的记录仪器有电平记录仪、X-Y记录仪、光线示波器和磁带记录仪等。目前，许多新的X-Y记录仪具有电平记录的功能，而且压控振荡器频率调节已无转动部件，所以电平记录仪的生产及使用逐渐减少。而X-Y记录仪将在频率响应特性测量及模态分析中继续使用。直接笔式记录仪不适用于振动测量。因为随着其他记录显示仪器的发展，并且由于光线示波器记录信号不使做精确处理，光线示波器的应用将逐渐减少，现在仅有现场曝光显示波形的紫外线示波器应用较多。
今后对柴油发电机组现场测量和数据量大的记录仍将使用磁带记录仪。瞬态信号测量和需要及时处理的信号将由数字记录仪记录。数字记录仪将以三种组合方式出现，即集数据记录和显示于一体的数字存储示波器：集数据记录和分析及显示为一体的动态信号分析仪；供用户开发的数字记录仪加计算机。
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电平记录仪噪声测量原理示意图 |
4、磁带记录仪
磁带记录仪是利用将磁带上的磁性物质磁化的原理，把随时间变化的电讯号转变为沿磁带长度方向剩磁的变化而实现记录的。回放时则进行相逆的变换，得到与记录时有相同 变化的电讯号。归纳起来有如下几点:
① 记录信号可长期保存，必要时可随时回放成电讯号，供分析处理或其他方式记录之用。
② 能改变时间基准，以改变信号的频率，适应后续分析处理仪器的频率范围。
③ 使用方便，磁带可以复制、裁剪、粘接。有时讯号 记录非常短，例如机械冲击或火车通过桥梁时的振动信号 等，按照正常的方法对他们分析是不可能的。在这种情况 下，可以把录有振动信号的磁带做成连续的磁带环，循环重 放，形成周期信号，这样就可以按照正常的方法进行分 析了。
④ 记录介质(磁带) 能反复使用，记录成本很低。
⑤ 工作频带很宽，可以记录低至直流高至2MHZ的讯号，这远比一般笔绘记录仪，光线示波器为高。
⑥ 能方便地进行讯号的多通道记录，并保证多通道之问的相互时间关系。
⑦ 记录质量高，一般有较小的零漂和良好的线性度、信噪比一般高于35dB，失真度小于2~3%。
5、倍频程滤波器
在噪声的测量中，采用1/3倍频程频谱分析能更加详细地反映出噪声源的频谱特性，便于较全面地了解声源产生机理和提出最佳的降噪对策。为此，本文针对性地提出了一种抗干扰的1/3倍频程声压级测量方案。
（1）首先采用最小值控制递归平均方法来判断当前帧各个1/3倍频程是否存在干扰信号，对于存在干扰信号的1/3倍频程，不进行声压级更新，从而确保1/3倍频程声压级估计准确程度。
（2）将柴油发电机组有用的信号与噪声分离，提高信号的抗干扰性及信噪比；
（3）滤掉不感兴趣的频率成分，提高分析精度；
（4）从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。
总结：
噪声是现代社会中难以避免的一种现象，它可能会影响人们的健康，也会影响人们的正常生活。噪声监测仪是一种被广泛应用于社会环境监测中的仪器，它可以实时监测和分析噪声。它可以用来检测因噪声引起的环境污染，保护人们的健康，同时也可以用于柴油发电机房噪声控制的效果的检验。噪声监测仪的使用可以提供准确可靠的噪声分贝值，帮助用户对发电机房是否采取有效地控制噪声污染提供可靠的参考，为后期的隔音降噪工程设计和施工方案给予数据支持。在未来，噪声监测仪将发挥更大的作用，将成为一个重要的工具，在环境监测和环境保护中发挥着重要作用。
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