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噪聲傳感器的工作原理及應(yīng)用

噪聲對(duì)聽覺器官的影響是一個(gè)從生理移行至病理的過程，造成病理性聽力損傷必須達(dá)到一定的強(qiáng)度和接觸時(shí)間。危害噪聲引起聽覺器官損傷的變化一般是從暫時(shí)性聽闊位移逐漸發(fā)展為聽闊位移，噪聲對(duì)人體的危害是全身性的，既可以引起聽覺系統(tǒng)的變化，也可以對(duì)非聽覺系統(tǒng)產(chǎn)生影響。此外，作業(yè)場所中的噪聲還可以干擾語言交流，影響工作效率，甚至引起意外事故。

生產(chǎn)生活中，噪聲的干擾無處不在，為保證人們的生活環(huán)境，有關(guān)部門規(guī)范了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定工業(yè)企業(yè)和固定設(shè)備廠界環(huán)境噪聲排放限值及其測量方法。那么噪聲監(jiān)測需要注意哪些呢？

1、監(jiān)測因子

一般為Ld（蛋間等效連續(xù)A聲級(jí)）、Ln（夜間等效連續(xù)A聲級(jí)），有突發(fā)噪聲或偶發(fā)噪聲時(shí)夜間需同時(shí)測量Lmax（較大A聲級(jí)）【Lmax必須寫上前面的限定詞語】

2、監(jiān)測布點(diǎn)方案

一般規(guī)定是可選擇在噪聲敏感建筑物外，距墻壁或窗戶1m處，距地面高度1.2m以上。

3、監(jiān)測時(shí)間及頻次

對(duì)敏感建筑物的環(huán)境噪聲監(jiān)測應(yīng)在周圍環(huán)境噪聲源正常工作條件下測量，根據(jù)噪聲源的運(yùn)行工況，分晝、夜兩個(gè)時(shí)段連續(xù)進(jìn)行。根據(jù)環(huán)境噪聲源的特性，可優(yōu)化測量時(shí)段。分為固定聲源、交通噪聲源（流動(dòng)聲源）。

（1）固定聲源的影響

監(jiān)測時(shí)間：穩(wěn)態(tài)噪聲測量1min的等效聲級(jí)，如晝間測量1min得到Ld，夜間測量1min得到Ln。非穩(wěn)態(tài)噪聲測量整個(gè)工作時(shí)間（或有代表性時(shí)段）的等效聲級(jí)。

監(jiān)測頻次：一般為不少于連續(xù)監(jiān)測2天，晝夜各2次，即每天星間監(jiān)測1次，夜間監(jiān)測1次。

（2）交通噪聲源（流動(dòng)聲源）

監(jiān)測時(shí)間：

對(duì)于道路交通，晝、夜各測量不低于平均運(yùn)行密度的20min等效聲級(jí)Leq。

對(duì)于鐵路、城市軌道交通（地面段）、內(nèi)河航道，晝、夜各測量不低于平均運(yùn)行密度的1h等效聲級(jí)Leq，若城市軌道交通（地面段）的運(yùn)行車次密集，測量時(shí)間可縮短至20min。

監(jiān)測頻次：

一般為不少于連續(xù)監(jiān)測2天，晝夜各2次，即每天晝間監(jiān)測1次，夜間監(jiān)測1次。

噪聲監(jiān)測中，噪聲傳感器尤為重要，噪聲傳感器是噪聲監(jiān)測的基礎(chǔ)，噪聲數(shù)據(jù)監(jiān)測是否準(zhǔn)確，也決定于噪聲傳感器。

噪聲傳感器的工作原理

噪聲傳感器內(nèi)置一個(gè)對(duì)聲音敏感的電容式駐極體話筒，駐極體面與背電極相對(duì)，中間有一個(gè)極小的空氣隙，形成一個(gè)以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動(dòng)而產(chǎn)生位移時(shí)；改變了電容兩極板之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q=CU，所以當(dāng)C變化時(shí)必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)到電信號(hào)的變換。

具體來說，駐極體總的電荷量是不變，當(dāng)極板在聲波壓力下后退時(shí)，電容量減小，電容兩極間的電壓就會(huì)成反比的升高，反之電容量增加時(shí)電容兩極間的電壓就會(huì)成反比的降低。再通過阻抗非常高的場效應(yīng)將電容兩端的電壓取出來，噪聲傳感器同時(shí)進(jìn)行放大，從而可以得到和聲音對(duì)應(yīng)的電壓了。由于場效應(yīng)管時(shí)有源器件，需要一定的偏置和電流才可以工作在放大狀態(tài)，因此，駐極體話筒都要加一個(gè)直流偏置才能工作。

從世界衛(wèi)生組織發(fā)布的報(bào)告可看出，噪音污染已經(jīng)成為僅次于空氣污染之后威脅公民健康的隱患，這比此前想象的情形更為嚴(yán)重。隨著城市規(guī)劃的失衡很多城市噪音污染仍然無法得到很好的控制，但相信在科技力量幫助之下可以讓噪音的危害降得越來越低。