噪声测量术语表:110个常用声学术语中英对照与实务说明
一、标度与基本量
分贝(dB / decibel)
声压级的单位,通常缩写为 dB。任何以"级"(Level)表述的噪声量,都以分贝计量。分贝是一个对数量,表示实测声压 p 与参考声压 p₀ 之比,公认的参考声压取 20 μPa。计算式为:dB = 20 log₁₀(p / p₀)。正因为是对数标度,声压翻一倍只增加约6分贝,所以日常感受的"吵了一倍"与分贝读数并不成比例。
对数(Logarithm)
表示一个数需自乘多少次才能达到给定值的指数。在声学中使用的以10为底的对数:100 的对数是2,1000 的对数是3,依此类推——这正是分贝标度"每增加10分贝≈声能翻倍"的来源。
A计权 / C计权 / Z计权(Frequency weightings A, C and Z)
国际噪声标准规定的标准频率响应曲线,用于模拟人耳对不同噪声源的主观感受差异。A计权应用最广,对低频成分衰减较明显,贴近人耳对日常环境噪声的感受;C计权在低频段接近平直,主要用于测量瞬态或脉冲噪声及较高声级;Z计权(线性)不加修正,反映真实频率含量。
B计权(B weighting)
标准频率修正曲线之一,模拟人耳听觉特性。在当前的噪声测量实践中已很少使用,常见于历史资料。
精度(Accuracy)
测量仪器获得"真实"结果的接近程度。对声级计而言,体现为读数与真实声压之间的偏差。允许误差范围通常由 ANSI、IEC 等独立机构发布的国际标准规定,涵盖频率响应、入射声方向影响,以及温度、环境大气压等环境因素。中国现行对应标准为 GB/T 3785 声级计系列。
精密度(Precision)
测量结果的一致性与可重复性,与"准确度"区分开:精密度好的仪器重复测量结果彼此接近,但若存在固定偏差,整体仍可能不准确。
量程(Span)
仪器测量能力的下限到上限范围,也称动态范围(Dynamic range)。
噪声本底(Noise floor)
仪器准确测量的下限,此时仪器自身的电路噪声叠加在实际信号之上。通常以最低量程档位下可测的最低分贝值标注。实际测量中,只有高于噪声本底 10分贝以上的读数才应被认为准确。
阈值 / 门限(Threshold level / Cutoff level)
低于该声级的信号在噪声剂量计算中被视为 0 dB 而不计入。举例:若全天噪声持续在 79 dB,因未超过 80 dB 阈值,对当日剂量没有贡献。但需要注意的是,低于阈值的时间仍须计入总暴露时间。
频谱与频率(Frequency)
声音正弦波每秒重复的次数,或振动物体每秒重复的次数。每秒重复次数越高,频率越高。频率单位为赫兹(Hz),数值等同于早期的"每秒周期数"(cps)。
倍频程(Octave)
两个频率之比为2:1的频段区间。钢琴有8个倍频程键位,20 Hz 至 20 kHz 的音频范围约覆盖10个倍频程。
倍频程频带(Octave band)
上限频率为下限频率两倍的单一频带,按几何中心频率分类。1000 Hz(1 kHz)频带的上下限约为 707 Hz 与 1414 Hz。
倍频程分析(Octave band analysis)
将复杂或简单声音按音频范围内的倍频程频带拆解为组成部分的分析方法。一次完整的倍频程分析会包含从 32 Hz 到 8 kHz 或 16 kHz 的9到10个读数。
1/3倍频程分析(Third octave band analysis)
按倍频程三分之一的带宽将声音拆分为一系列连续频带的频率分析。31个1/3倍频程频带可覆盖 20 Hz 至 20 kHz 的典型音频范围。
截止频率(Cutoff frequency)
标志频带边界、或滤波器特性由通带转为阻带的频率点。例如声级计中中心频率为 1 kHz 的倍频程滤波器,下限截止频率为 707 Hz,上限为 1414 Hz。
带通滤波器(Band pass filter)
只允许下限频率(大于零)到某一有限上限之间的频段通过的滤波器。
倍频程滤波(Filters)
基于频率将信号的不同成分分离的器件,使一个或多个频段的成分相对无衰减通过,同时衰减其他频段的成分。
二、声学物理量
声(Sound)
弹性介质中空气压力的振荡,同时也是这些振荡引起的听觉感受。并非所有声波都会引起听觉响应,例如超声波。
声压(Sound pressure)
声波产生的实际压力与空间某点当前大气压之间的瞬时差值。
声压级(Sound pressure level)
加权声压与参考声压之比的20倍以10为底的对数。参考声压取 20 μPa。结果为对数量,单位为分贝。
声功率(Sound power)
声源本身固有的量,与其在环境中的位置无关。指噪声源在单位时间内辐射的总声能量,单位为瓦特(W)。
声功率级(Sound power level)
加权声功率与参考声功率之比的10倍以10为底的对数。参考声功率取 1 μW。结果同样是分贝这一对数量。
振幅(Amplitude)
声信号被耳朵感知、或由声级计测得的"强度"。
有效值 / 均方根值(RMS)
时变量信号的有效值计算方法:把函数在每个时刻平方,取所关注区间内平方值的平均,再开平方。这样做的目的是把交流波形转换成等效的直流值,使变化能在声测仪器上被读出。RMS 值代表有效能量,是衡量稳定连续声音的恰当指标。
声速(Speed of sound)
声波在不同介质中的传播速度随材料组成而异。在常温常压(21°C、1013 mbar)下,空气中的声速约为 344 m/s;在钢材中传播速度更快。
平面波(Plane wave)
波前彼此平行,且与传播方向垂直的声波。
球面波(Spherical wave)
等相位面为同心球面的声波。小点声源向开放空间辐射时即产生这样的自由声场。
宽频带噪声(Broadband noise)
含有宽频率范围成分的噪声,即整体噪声中不带有明显音调感的部分。
宽频带噪声级(Broadband noise level)
用某一标准宽频带计权(如 A 计权)测得的可听范围内(20 Hz–20 kHz)全部噪声的单一综合数值。
脉冲噪声(Impulsive noise)
单个压力峰值(上升时间小于约200毫秒,或总持续时间小于200毫秒),且相邻峰值间隔至少200毫秒;或发生在短时间内的声压。
冲击声(Impact sound)
两个或多个固体物体碰撞产生的声音。典型来源包括脚步落地、锻锤作业等金属加工过程。
空气声(Airborne sound)
通过空气介质传播的声音。
次声(Infrasonic)
低于正常人耳听觉下限的声频,通常指低于约 20 Hz 的频率成分。
超声波(Ultrasonic sound)
频率高于 20 kHz、超出正常人耳听觉范围的声波。狗哨工作在 30 kHz 附近,蝙蝠被认为能"听到"高达约 100 kHz 的超声波。
衰减(Attenuation)
声能因空气、湿度、多孔材料、距离等多种原因而发生的减少。
吸收(Absorption)
声能进入材料内部并转化为热能的过程,通常表现为声能在多孔或柔性结构中的损耗。
阻尼(Damping)
噪声能量随时间或距离的耗散。常用于描述结构内部耗声特性导致的声衰减,或加入吸声材料后的效果。
共振(Resonance)
当某声源的频率与系统内某物体或部件的固有频率一致时,声音(或振动)呈现较大振幅的现象。
固有频率(Natural frequency)
系统以很大振幅响应、所需输入能量极小的频率。系统在该频率以下由刚度控制,在更高频率由质量控制。
多普勒效应(Doppler effect)
声源与接收者相对位置变化时,声音频率产生的表观升高或降低。火车进站离站时最为直观:靠近时频率迅速升高,远离时降低;声源移动越快,频率变化越明显。
掩蔽(Masking)
由于另一个掩蔽声的存在,某一声音的可听阈值被抬高的过程。
掩蔽噪声(Masking noise)
强度足以让同时存在的另一声音变得听不见或无法辨识的噪声。典型应用包括候诊区用背景音乐或水景声掩盖诊疗室内的交谈。
粉红噪声(Pink noise)
每个倍频程(或1/3倍频程)频带内能量恒定的噪声。用实时倍频程分析仪做频谱分析会呈现平坦响应。由于在整个音频带宽内产生相等能量,常用于测量建筑物与房间的特性。
白噪声(White noise)
能量在宽频率范围内均匀分布的噪声,每赫兹能量恒定。用倍频程滤波器测量时,其频谱会随频率升高呈每倍频程下降 3 dB 的趋势。
随机噪声(Random noise)
瞬时幅值在任一给定时刻无法确定的振荡。可用概率分布函数作统计描述,即噪声幅值落在特定范围内的时间占比。
纯音(Pure tone)
声压是时间的简单正弦函数的声,具有单一音调(或频率)。声校准器产生的参考信号即为典型例子。
调频(Pitch)
听觉感觉的属性,把声音在由低到高的标尺上排序。音调主要取决于声刺激的频率,同时也受声压与波形影响。
音色(Timbre)
使人能够判断两个响度与音调相同的声音仍然不同的听觉属性,即区分"同样响、同样高"的声音的能力。
响度(Loudness)
人耳听觉机制对声音强度的主观判断。响度取决于声压与频率。在正常音频范围内,声压约需增加到三倍(能量增加到十倍),才能产生响度感觉加倍的效果。
响度级(Loudness level)
以方(phon)为单位表示的测量值,数值等同于听者面向声源、在多次试验中判定为等响的 1000 Hz 自由行进波的中间声压级。
等响度曲线(Equal loudness curves)
在"分贝—频率"坐标图上绘制的等响度感觉线。人耳对低频与高频声音灵敏度较低,对 250–5000 Hz 频段更敏感。随着总声级升高,曲线会变得更接近平直。
主观清晰度指数(Articulation index)
对传输或处理后语音可懂度的数值化度量,考虑了传输路径的限制与关注点的背景噪声。指数取值 0 至 1.0,低于约 0.1 表示语音可懂度一般偏低,高于约 0.6 表示可懂度较高。
语音干扰级(Speech interference level)
用于指示噪声对语音接收干扰程度的计算量。取频谱中最重要的 500、1000、2000 Hz 三个倍频程频带求平均,得到以分贝表示的语音干扰级。
声质量(Sound quality)
听者感知声音的客观评价,不止于整体声级。频率成分极为重要,常用实时1/3倍频程分析仪测量。
声强(Intensity)
单位面积(1 m²)单位时间(1秒)内通过的能量流。
指向性(Directivity)
除非声源完全无指向性,总有一部分声能会比其他方向辐射得更多。
指向性指数(Directivity index)
在声源某一给定方向上,该方向产生的声压级与同距离下空间平均声压级之差(分贝)。常用于预测已知输出功率与指向性的声源在远处的噪声级。
自由声场(Free field)
墙壁或其他障碍物、边界对声音传播的影响可以忽略的声场。测量点远离声源时,噪声级按平方反比律下降。
远场(Far field)
声源周围的某一区域,在该区域内能量耗散遵循平方反比律。距离加倍时测得声级下降 6 dB。此区域内分子质点速度与声压同相。
近场(Near field)
靠近声源的声场,此处声压不遵循平方反比律,质点速度与声压不同相。麦克风位置微小变动都可能导致测量结果大幅变化——这有时能解释个人噪声剂量计与手持声级计测得的数值为何存在差异(操作者紧贴高噪声设备时)。
波峰因数(Crest factor)
声信号的峰值与其能量等效值(RMS)之比。对连续正弦波,按对数量纲测得的峰值比 RMS 高 3 dB;按线性量纲,峰值为 RMS 的 1.41 倍(2 的平方根)。对爆破、撞击这类冲击信号,峰值很容易超出 RMS 达 25 至 30 dB。
反射(Reflection)
声波从硬质表面返回的现象。也可指光波被空气中的粉尘颗粒散射、偏离原有直线传播路径。
折射(Refraction)
声波或光波偏离原有路径的弯折现象,原因是介质转换或介质物理特性变化,例如大气中的温度梯度或风速梯度。
回声(Echo)
反射或返回后幅度与延迟足够大、在关注点上能被识别为区别于直达波的波。若回声到达过晚,会对声音或语音的可懂度产生不利影响。
声速与波长相关参数(KiloHertz / KiloPascal)
1 kHz = 1000 Hz,用于1000 Hz以上信号的频率单位。千帕(kPa)表示压力的单位,1 kPa = 1 N/m²;标准大气压为 1.013 kPa(亦称毫巴 mb),相当于 29.92 英寸汞柱。
三、人耳听觉与健康
听觉(Hearing)
人对声能或声波的主观反应。在噪声作业环境中,个体的听觉能力必须得到保护,避免随工作时间推移而衰退。
耳蜗(Cochlea)
位于内耳的听觉机制组成部分,含有完成听觉过程所必需的感受器。形似小蜗牛,内含把声波振动转换为神经冲动、并送至大脑解读为声音模式与噪声识别的毛细胞。
中耳(Middle ear)
听觉机制的一部分,包含人体中三块最小的骨骼。"锤骨、砧骨、镫骨"构成机械杠杆,在鼓膜与耳蜗卵圆窗之间形成约 1.5 的机械增益。
内耳(Inner ear)
把机械振动转换为电信号并送至大脑解读为声音的听觉机制组成部分,同时与平衡功能相关。
听力图(Audiogram)
以图形方式表示个体在每一只耳朵上,听力灵敏度随声级与频率变化的对应关系。
听力计(Audiometer)
用于进行个体听力测量的仪器,可为手动操作,也可完全自动化。
听力损失(Hearing loss)
听力灵敏度损害的总称。以一组指定频率上的听阈级(分贝)表示其程度。成因包括耳部传导机制受损、听觉神经的感觉神经部分受损,以及工作中过度暴露于高噪声。
听阈级(Hearing threshold level)
个体可听阈值相对于标准正常听力阈值的偏差量,以分贝表示。
可听阈(Threshold of audibility)
在声学受控条件下经过规定次数的测试,某人能听见指定频率声音所需的最小声压级。
疼痛阈(Threshold of pain)
耳外声压达到使感觉由不适转为明显疼痛的最小声压级,通常取 A 计权约 130 dB。
阈移(Threshold shift)
在指定频率上,可听阈值相对于该个体先前已确立阈值的变动,变动量通常以分贝表示。
永久性阈移(Permanent threshold shift, PTS)
听阈相对于既定参考水平的永久性下降。多以分贝表示,且个体无法自行恢复——即使停止一切噪声暴露也不会好转。这是由耳蜗毛细胞损伤造成的不可逆内耳状态,也是职业性噪声聋的核心病理改变。
暂时性阈移(Temporary threshold shift, TTS)
以可听阈值变化为标志的听力灵敏度暂时性损害。
职业性耳聋(Occupational deafness)
工作中过度暴露于高噪声导致的听力灵敏度下降。需注意,来源于工作之外(如娱乐活动)的噪声暴露可能与之叠加。
噪声性听力损失(NIHL)
因噪声暴露造成的永久性听力损害,一旦形成便不可治愈、不可逆转,是职业性噪声聋的主要表现。
耳鸣(Tinnitus)
耳内或头内感到的ringing声响。成因可能是声学创伤,即便刺激源消失后仍持续存在。患者会抱怨在极安静环境中也能听到声音。这一状况的确诊与治疗都相当困难。
老年性聋(Presbycusis)
单纯由正常衰老过程导致的人听力灵敏度下降,无论是否暴露于高噪声环境都会发生。
社会性听力损失(Sociocusis)
由日常生活中的噪声暴露造成的听力损失,不包括职业噪声暴露、年龄生理变化或疾病所致部分。
声震伤(Acoustic trauma)
因一次性或短时间的强烈声刺激(如爆炸、冲击)造成的听觉损伤,常表现为内耳毛细胞损伤。
听力保护计划(Hearing conservation program)
为记录员工噪声暴露情况而制定的有计划方案,目的是确保所有员工都得到充分保护,免受工作场所高噪声的危害。其可预期成果包括:配备合适的听力防护装置、对高噪声设备实施降噪处理、在一天内对不同员工进行轮岗调整等。
四、测量仪器与校准
声级计(Sound level meter)
由换能器(麦克风)、频率加权电路(A、B、C 响应)、有效值电路(慢、快、脉冲时间加权)、数据处理单元(如配备微处理器)以及输出装置(指针式或液晶显示)组成的测量仪器,用于准确测量噪声与声音。可用电池供电以便野外作业,也可按功耗与作业时长选用外接电源。
麦克风(Microphone)
把空气分子的物理运动转换为等效电信号的换能器,可由声级计等声测系统进行处理。不同器件具有不同的频率响应与灵敏度。其他条件相同时,振膜直径越小,在给定声压下输出的电信号越低。灵敏度表示为参考声压下获得的电压值,通用型传声器胶囊典型值为 10 mV/Pa。
换能器(Transducer)
能被一个或多个传输系统或介质的波激励,并向其他传输系统或介质输出相应波动的器件。典型例子是把声波转换为等效电信号的麦克风,以及把振动转换为可用电信号的加速度计。
前置放大器(Preamplifier)
位于麦克风(或加速度计)与测量仪器后级电路之间的电气接口,用于匹配换能器的高阻抗与后续电路。若麦克风通过延长线远置,前置放大器须置于延长线之前,以避免电容效应导致的信号衰减。部分前置放大器配有加热元件,用于减小麦克风胶囊周围湿度的影响。
积分声级计(Integrating sound level meter)
除显示瞬时声级外,还能计算指定时间段内的时间平均声级的仪器。当交换率固定为 Q = 3 dB 时,也称 Leq 计;同样可设置为 4、5 或 6 dB 的交换率。
噪声剂量计(Dosimeter)
可由流动岗位工人佩戴于工作日的测量仪器,用于测量该工人当日在工作场所的噪声总暴露。传统剂量计配备线缆麦克风,插头置于佩戴者的听音区,机身佩戴在腰带或口袋中。噪声剂量计本质上与标准声级计相同,只是通常只测量宽频带噪声而不做频率分析。新一代徽章式剂量计则可将麦克风胶囊内置于机身,直接佩戴在肩部。
个人噪声剂量计(Personal noise dosimeter)
专为个人在工作日佩戴而研制的小型便携式噪声仪。目的是累计该个体受到的全部噪声暴露——无论是持续性暴露还是突然的脉冲噪声。麦克风通常夹在衣领靠近听音区处,机身佩戴在腰带或口袋中以确保安全。部分较新型号将麦克风内置于机身,完全没有线缆缠绕或勾挂的困扰。
剂量徽章(Dose badge)
将麦克风直接内置于机身的小型轻量个人噪声剂量计,从而避免工人在高噪声环境中佩戴时线缆带来的各种问题。
声校准器(Calibrator)
用于对测量装置整体灵敏度进行现场核查的独立仪器。用于声级计时,这类设备通常产生单一频率的单一纯音,也可具备多个频率与声级以全面核查主机。声校准器最常用的声级为 114 dB,工作频率为 1 kHz;若配备第二声级,通常为 94 dB(同为 1 kHz)。空气采样方面,校准器可以是带浮球的转子流量计,也可以是更精密的电子式设备,通过测量精密加工管路中活塞的行程时间来测定流量。
校准(Calibration)
向仪器施加已知声级与频率的信号,以核查其在现场运行状态的过程。测量开始前,通常通过调整仪器显示值来修正与标称读数的偏差。部分标准还要求测量结束后再核查一次,以确认测量期间未发生明显漂移——在工作场所典型的8小时暴露测量中,首尾漂移超过 1 dB 即可视为显著,应追查原因:可能是局部环境条件大幅波动,也可能是麦克风胶囊故障。校准同样适用于空气采样泵,用于核查测量前后流量,从而确定通过滤膜的采样空气总体积。
防风罩(Windscreen)
安装在声级计麦克风上的泡沫球,用于降低风致噪声对读数的影响。防风罩多采用开孔结构泡沫制成,在不影响系统频率响应的前提下允许目标声音自由通过。户外测量时应始终使用防风罩;但若泡沫吸水饱和,或在高风速(超过约 10 m/s)条件下使用,则会失效。
模拟显示(Analog display)
以指针在预设刻度上移动来指示瞬时声级(分贝)的读出方式。模拟显示机构容易受到机械损伤,目前在品质较高的仪器中已不多见,且通常只能显示单一参数,因此多用于只显示当前噪声级的简易机型。
微处理器(Microprocessor)
能快速处理模数转换器获得的输入信号样本,并输出与时间平均级、峰值或其他计算值成比例的输出信号的电子元件。这些计算通常每秒执行许多次,以免遗漏输入信号。微处理器是现代数字声级计的核心,控制着仪器的主要功能。
数字信号处理(Digital signal processing, DSP)
对声级分析仪测得的原始声音样本进行的数字运算,可导出瞬时级、峰值、最小值、平均值等常用量。典型 DSP 计算每秒执行许多次,得到小的噪声数据包,再重组为常规声级计上更常见的结果。采用专用算法还能解析短样本中包含的频率成分。许多分析仪的采样率高达每秒 76800 次,即每 5 或 10 微秒生成一个小样本。
时间加权(Time weightings F, S and I)
声级计(及剂量计)对噪声时间变化响应的国际标准响应方式。标准时间加权为:慢(S)1 秒、快(F)125 毫秒、脉冲(I)35/1500 毫秒、峰值小于 100 微秒。
快时间加权(Fast weighting / Fast response)
与声级计的"快"响应相同,是控制仪器对噪声瞬时电平变化响应速度的有效值电路的一部分。时间常数为 125 毫秒,为持续计算的连续函数。
脉冲加权(Impulse weighting / Impulse response)
声级计的"脉冲"响应,有效值电路的一部分,控制仪器对噪声瞬时电平变化的响应。上升时间 35 毫秒、衰减时间 1500 毫秒。由于脉冲加权是非对称的,据此计算的任意平均声级都会偏向较高噪声事件,高于基于快或慢响应的平均结果。
积分声级(Integrated sound level)
代表噪声中所含能量的时间段平均声级。由于快、慢时间加权对上升与下降声级是对称的,用这两种加权得到的积分级相同;而使用脉冲时间加权会得到高于真实能量级的平均值。
RMS 声级(RMS level)
声级计显示的、缓慢变化的声级(分贝),即瞬时声压级施加选定时间加权后的读数。通常称为慢声级或快声级,取决于仪器的时间加权设置。
数据记录(Data logging)
在记录过程中采集有规律的一系列数据点,以便研究被测值随时间的变化。可应用于个人噪声剂量计、热应激监测仪、实时粉尘或颗粒物监测仪、气象监测系统等。记录间隔可快至每秒一次(用于快速变化的声信号),也可慢至每小时一次(用于大气压等缓变气象参数)。
模拟量/数字转换与实时分析(Real time analysis)
在所有频带电平同时得出的情况下,把复杂声音的频率成分分析为倍频程或1/3倍频程频带的过程,也称同时频率分析。由于信号处理复杂度较高,此类功能通常出现在厂商产品线中定位较高的机型上。这类分析对于正确判定飞机飞越、爆破等瞬态声音是必需的。由于各频带同时计算,不会损失或遗漏任何能量。
五、剂量、暴露与限值
噪声剂量(Dose)
工作场所噪声的相对测量值,通常以某一允许日总量的百分比表示。噪声剂量与作为工作场所危害的辐射剂量类似。
百分比噪声剂量(Percentage noise dose)
以某参考声级在给定持续时间下允许量的百分比表示的噪声暴露结果。通常以 90 dB 判定级、标准8小时为 100%(即 200% 表示暴露量翻倍)。也有其他声级被视为代表100%剂量的情况,但时间区间几乎总是8小时。
投影噪声剂量(Projected noise dose, Proj%)
把实测噪声剂量投影到完整8小时后的结果。当使用有代表性的一段时间完成测量时,此值用于预测标准工作日结束时的最终结果。例如实测1小时30分钟,测得剂量为 27%,则8小时投影值为 27 × (8 ÷ 1.5) = 144%。
判定级(Criterion level)
持续恰好8小时的等效稳态噪声级,代表允许的每日噪声暴露量或职业接触限值。常见取值为 A 计权 90 dB,部分法规规定更低值。判定级就是"判定时长"内100%噪声剂量所对应的等效分贝值。
交换率(Exchange rate)/ Q因子
在个人噪声剂量测量中,用于代表风险加倍(或减半)所需增加的分贝数。当前常用取值为 3、4、5 dB。Q = 3 dB 对应等能量原理,欧美相关监管体系普遍采用;美国职业安全与健康管理局(OSHA)体系采用 5 dB,即声级升高5分贝即视为风险翻倍。某些仪器上可见 6 dB 的取值,但并不常用。
日个人噪声暴露级(Daily personal noise exposure level / LEX,8h)
作业人员在工作场所所受噪声暴露量级的通称。允许限值因各国法规而异,常见为8小时工作日 A 计权等效稳态级 85 或 90 dB。在欧盟法规体系中称为 LEP,d。
噪声暴露级(Noise exposure level, LEP,d / LEX,8h)
以分贝对数形式表达的噪声暴露量,即把工作场所噪声暴露总时长折算为等效8小时的恒定值。
噪声暴露(Noise exposure)
作业人员在工作中经历的噪声量的绝对度量,与声压平方和持续时间成正比。不同于噪声剂量,它是绝对测量而非相对于某个声级与时间组合的百分比。常以 Pa²h 或 Pa²s 表示,1 Pa²h = 3600 Pa²s。持续8小时的 90 dB 连续噪声约相当于 3.2 Pa²h。
等效连续声级(Leq / LAeq)
在指定时间段内,代表实际起伏噪声所含同等声能的恒定声级(基于等能量原理)。Leq 通常以 A 计权 dB 表示,除非另有频率响应说明(如 LCeq)。噪声控制中做频率分析时,也可按单个倍频程或1/3倍频程频带分别测量 Leq。
时间加权平均级(Time weighted average level, TWA)
物质或危害的职业接触限值,以包含整个班次暴露的8小时时间加权平均值表示。就噪声而言,是一个等效分贝值,代表实际起伏噪声电平的等效平均水平。交换率取 3 dB 时该平均值称为 Leq,取 4 dB 称为 LDoD,取 5 dB 称为 LOSHA。
对数时间平均级(Lavg)
采用 3、4、5 或 6 dB 交换率的对数时间平均级,以单一数值表示指定时段内实际起伏声级所代表的噪声量。Q = 3 时称 Leq,Q = 4 时称 LDoD,Q = 5 时称 LOSHA。对完全稳定的瞬时噪声级,不同 Q 值下的平均级结果相同。
最大噪声级(LAFmx / LASsmx / LAImx / Lmax)
在指定频率加权与时间加权下的最高瞬时声压级(分贝)。
最小噪声级(LASmn / LAFmn / Lmin)
在指定频率加权与时间加权下的最低瞬时声压级(分贝)。
峰值声级(LCpeak / LPeak / LZpk / LApk)
在给定时间段内的绝对最高声压(帕斯卡)或绝对最高噪声级(分贝),不使用频率加权,也不使用时间加权。用于评估瞬时噪声对听力的冲击损伤风险。
声暴露级(Sound exposure level, SEL / LAE)
把一个噪声事件的总声能量折算为"假定只持续1秒"时的虚拟恒定声级(分贝)。由于所有结果都以同一1秒时间区间为基准,测量不同声源的声暴露级可方便地比较它们对整体噪声环境的贡献。
Taktmaximal 3 / Taktmaximal 5(Ltm3 / Ltm5)
每3秒(或5秒)计算一次的时间平均值,取前述3秒(或5秒)内出现的最高电平,并假定该电平在整个区间内持续存在。反复计算可得出长时平均值,其结果高于等效连续声级 Leq,差距大小取决于所研究声音的脉冲性。比较 Ltm3 与 Leq 的差值,可客观衡量噪声的脉冲特性,用于评估噪声干扰或高噪声听力风险。
行动水平(Action level)
监管体系中设定的阈值:超过该值即触发相应义务(如配备听力防护、制定听力保护计划)。中国依据《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ 2.2),噪声的接触限值为 85 dB(A)。
叠加噪声(Flanking noise)
通过侧墙、地板等间接路径从一个房间传入另一个房间的噪声,而非经由两房间之间的公共隔断传入。
干扰与测量时段(Periods / Profiles / Run / Duration)
Periods:把长时间测量切分为等长区间的概念,典型为5、10、15分钟,便于观察过程中发生了什么变化。Profiles:更短的规则间隔,典型为1、10、60秒,可更细致地分析声级的时间历程变化,配合计算机可作图形化呈现。Run:从开始到结束的完整测量过程。Duration:单次运行的经过时间,可从数秒到数小时甚至数天;若噪声具有周期性,应至少测量一至两个完整周期。
六、频谱分析与统计
频谱(Spectrum)
声波分解为频率与振幅成分的描述。
频率分析(Spectrum analysis)
测量并确定构成声级计所测总声级的各频率成分的贡献。
累积分布(Cumulative distribution)
测量期间按固定间隔采集的瞬时噪声级样本,按出现百分比分级排列形成的分布。随着动态范围扩大,分布从100%延伸至0%:100%点代表范围低端,0%描述高端。构建良好分布需要足够多的样本——虽然仅用10个读数也能算出 LN10%,但要获得可靠结果,区间内应至少有1000个样本。现代仪器在直接计算分布时通常每秒采样100次,因此10秒以上的区间一般可给出有效的 LN% 结果。
累积分布级(Cumulative distribution level)
按幅值增量对瞬时噪声级样本分级形成的分布。典型增量为 1 dB 或 0.5 dB。动态范围70 dB、按0.5 dB 分级并含超量程与超量程计数的仪器,共有143个分级格。通常需要至少1000个样本(最好更多)才能由此分布表产生可靠的百分位噪声级。
概率分布级(Probability distribution level)
噪声样本按固定级宽(如每0.5 dB)跨仪器动态范围的分布。70 dB 动态范围、0.5 dB 步距的仪器共有143个级宽格(含超量程格)。各格样本数除以总样本数即得出百分位概率级。随机噪声的分布呈高斯分布。
超限噪声级(Exceedance noise level, LN%)
基于噪声样本采样、以"超过所选统计级的时间百分比"表达的计算结果。LN10% 表示测量区间内10%的时间超过该声级。样本按固定 dB 间隔排入分布表,统计量由生成的累积分布曲线算出。LN90% 常用于描述测量中的背景噪声级;LN50% 描述中位噪声级,一半样本高于它、一半低于它。由于分贝标度是对数性质,LN50% 与平均噪声级并不相同。
噪声事件(Noise event)
超过所选阈值、从而标示声环境发生显著变化的当前声级上升。通常当瞬时电平超出背景噪声约 15 dB 以上时认为构成显著事件。事件可能是持续不足一秒的瞬态(如单次爆破),也可能是持续20至30秒的(如列车通过或飞机起飞)。
累计声级(Cumulative)
整个测量区间(从开始到停止)包含的全部内容的总声级或整体声级。
谐波(Harmonic)
频率为基频整数倍的正弦成分。若某成分的频率是基频的两倍,称为二次谐波。
方向性(Directivity index 参见"指向性")
在声学测量中,指向性指数用于评估噪声源在不同方向的辐射差异,是选用隔声屏障与布置测点的依据。
七、环境噪声与建筑声学
环境声(Ambient sound)
某一位置在特定时段内由所有声源共同形成的背景声环境。
背景噪声级(Background noise level)
除所关注目标噪声之外所有声源的总噪声级,通常以第90百分位噪声级 L90% 来识别。
社区噪声等效声级(Community noise equivalent level, CNEL)
24小时单一数值的等效噪声级,通常由逐小时等效声级计算得出,并对晚间与夜间时段加上惩罚值以体现其影响。晚间时段(19:00–22:00)加计 5 dB,夜间时段(22:00–07:00)加计 10 dB,因此得到的24小时综合值高于24个 Leq 直接对数叠加的结果。也可采用15分钟或5分钟等更短周期组合计算,只要按采集时段施加相应修正。
昼夜噪声级(Day night noise level, Ldn)
所有逐小时 Leq 的24小时平均值,并对 22:00 至 07:00 时段的实测值加计 10 dB 惩罚,以反映夜间人对噪声的额外敏感。07:00 至 22:00 时段的实测值不加修正。
噪声条例(Noise ordinance)
规定社区噪声在声级限值、持续时间、发生时段等方面如何处理的文件。昼夜可能适用不同限值,居住区、工业区与商业区之间亦然。限值可以表述为不得超过的绝对最大值,也可表述为背景级与干扰级之间的差值。负责测量的专员通常在产权边界线上使用经认可的声音测量设备进行测量。
噪声滋扰(Nuisance)
对噪声的法律定义:因发生在错误的时间、错误的地点,或因 Excessive 音调成分与脉冲成分而令接收者感到不适或烦恼。
吸声系数(Absorption coefficient)
衡量材料吸声能力的指标,定义为入射声能中被吸收(即未被反射)的比例。取值范围从大理石约0.01到满铺吸声楔的房间 1.0。
降噪系数(Noise reduction coefficient, NRC)
由材料在 250、500、1000、2000 Hz 四个频率处的吸声系数平均计算得出,取至最接近的 0.05 的倍数。
隔声量(Noise reduction)
两个区域或房间之间平均声压级的分贝差。完整的隔声测量既包括两房间之间因公共隔断产生的单纯级差,也须计入接收房间的背景噪声级与吸声量。隔声量是频率的函数,通常随频率升高而增大,按1/3倍频程从至少 100 Hz 至 3150 Hz 测量。
噪声降低额定值(Noise reduction rating, NR)
基于 A 计权与 C 计权总声级之差的单一数值评级。使用配置合适的声级计时,读数差值会随被测噪声的频率分布而变化,尤其是低频段。对于低频成分较多的声音,C 计权级会高于 A 计权级。
质量定律(Mass law)
墙体隔声性能与材料单位面积质量成正比。粗略而言,单位面积质量加倍可使隔声量提升 6 dB,频率加倍同样提升 6 dB。这些是理论极限,实际中更常见的是 5 dB 的降幅。
隔声量与传声(Sound transmission / Transmission loss / Sound transmission class)
Sound transmission:研究声音通过结构的传递,以评估墙、地板、天花板等所用材料的隔声 effectiveness。Sound transmission loss:特定设计与构造的结构所提供的隔声量,以 dB 表示,为传声系数倒数的10倍对数。Sound transmission class:用于估算结构隔声性能或对一系列结构排序的单值评级体系。
隔声指数(Noise isolation class, NIC)
按规定方法由实测的噪声降低值导出的单一数值评级,用于评价两个经声学连通路径相连的封闭空间之间的隔声效果。
隔声与隔离(Insulation / Isolation)
Insulation:材料阻挡另一侧声源传入声音的能力,性能取决于材料成分与密度——密度越高,隔声性能越好。Isolation:通过物理分隔减少能量在结构中的传递,可用于控制声音或振动能量。
混响时间(Reverberation Time, RT60)
房间的混响时间,是指声源突然停止后声音从稳态值衰减 60 dB 所需的时间。它既反映脉冲声在房间中的延续特性,也反映室内吸声量的大小。混响时间长的房间称为"活"房间,短的房间称为"死"房间。若 RT 过长,语言将难以分辨,需要加设吸声材料把 RT 降到可接受水平。
混响室(Reverberant room)
专门设计、混响时间较长、用于使内部声场尽可能扩散的房间。墙面通常采用光滑抹面混凝土砌块等硬质材料,相对的两面墙不平行,以避免形成驻波。
建筑声学(Building acoustics)
研究封闭空间内声音行为的科学,涉及房间的尺寸、形状与吸声量如何决定语音与音乐在室内的可懂度与感知。
屏障(Barrier)
在声源与接收者之间阻挡刺激传递的物理障碍。在噪声治理中,道路或铁路沿线设置声屏障,可降低邻近居民受到的噪声影响。
隔声量(Sabin)
表面吸声量的度量单位,等效于单位面积完全吸声材料。
频率计权与噪声本底速记(Cutoff level 与 Threshold 参见前文)
阈值(Threshold / Cutoff)与门限在个人噪声剂量计中被广泛使用,用于满足职业噪声测量的方法要求。
八、听力防护
耳罩(Ear muffs)
罩住整个外耳的个人听力防护装置,用于在高噪声环境下减少听力损失。通常由坚固的金属头带连接,以保持对耳部的充分密合。
耳塞(Ear plugs)
塞入外耳道内的个人听力防护装置,用于在高噪声环境下减少听力损失。多为泡沫材质,先压缩再插入耳道,随后膨胀以贴合每只耳朵的形状。
听力防护装置(Hearing protectors)
由个体佩戴、用于防止过度暴露于高噪声的装置,分为内置式与外置式两类:内置式如插入耳道的耳塞,外置式主要是完全罩住耳廓的耳罩。
噪声暴露与健康的关系
噪声性听力损失是职业病中的高发类型,且具有永久性与不可治愈的特点。WHO 指出,成年人听力损失中约有一成与工作场所噪声暴露相关。控制噪声暴露源头、合理配置听力防护装备并落实佩戴培训,是降低风险的主要途径。
相关产品与延伸阅读
- dBadge2 个人噪声剂量计 — 测量 LEX,8h、LCpeak、噪声剂量与时间历程
- CEL-62X 系列声级计 — 倍频程/1/3倍频程分析、LN%统计
- CEL-120 声校准器 — 1kHz / 114dB 现场核查配套
- 知识库 — 《工作场所噪声剂量计使用指南》《听力防护装备选择指南》
关于本文:本文根据英国 Casella Solutions 总部技术资料《Glossary of Terms》整理编译,并依据中国现行标准(GB/T 3785 声级计系列、GBZ 2.2 职业接触限值、GB 23466-2025 听力防护装备规范)做了本土化修订与补充。术语定义如有出入,以国家现行标准文本为准。
本文所依据的国家标准、行业标准与法规,以现行有效文本为准;具体工程项目请结合属地监管要求与实际工况执行。如需针对具体场景的仪器配置建议,可联系科赛乐技术团队。