1. CHUONG 1

ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BHLĐ BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TIẾNG ỒN – ĐỘ RUNG NGUYỄN TRẦN NGỌC PHƯƠNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013 KS Nguyễn Trần Ngọc Phương Mục tiêu môn học - Biết kiến thức âm thanh, tiếng ồn, rung động không gian môi trường - Hiểu nguyên tắc , sở khoa học biện pháp chống ốn, chống rung đời sống, sản xuất - Thiết kế hệ thống xử lý tiếng ồn, độ rung theo yêu cầu công nghệ đòi hỏi KS Nguyễn Trần Ngọc Phương Nội dung môn học Tiếng ồn Kỹ thuật chống ồn Độ rung kỹ thuật chống rung động An toàn lao động 5t 10t 15t Thời lượng KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 3 Nguyễn Hải, Âm học Kiểm tra Tiếng ồn, NXB Giáo dục, 1997 Phạm Đức Nguyên, Âm học Kiến trúc, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2008 Noise Effect Handbook., Office of Scientific Assistant Office Noise Abatement and Control, USEPA Tài liệu tham khảo KS Nguyễn Trần Ngọc Phương - 30 % trình học tập Đồ án - 70 % đánh giá hết môn Thi KS Nguyễn Trần Ngọc Phương KS Nguyễn Trần Ngọc Phương Chương Chương ĐẶC TÍNH VẬT LÝ CỦA ÂM THANH • LAN TRUYỀN ÂM THANH TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG • TIẾNG ỒN VÀ CON NGƯỜI • VẬ T LIỆU VÀ KẾT CẤU HÚT ÂM • PHƯƠNG PHÁP CHỐNG ỒN • Chương Chương Chương PHẦN I: KỸ THUẬT CHỐNG ỒN Chương 1: Âm đặc tính âm Các khái niệm âm Sóng âm a Khái niệm Về mặt vật lý âm Bản chất nguồn âm là dao động sóng kích thích dao động âm môi trường đàn phần tử kế cận nên hồi sinh có vật thể âm lan truyền dao động gọi nguồn môi trường đàn hồi âm * * KS Nguyễn Trần Ngọc Phương Minh hoạ lan truyền sóng âm môi trường đàn hồi Note: Sóng âm mang theo lượng gọi lượng âm, nguồn lượng giảm dần trường âm Khi xa khỏi nguồn âm, lượng âm bị chia sẻ cho lượng nhiều phần tử tắt hẳn KS Nguyễn Trần Ngọc Phương b Phân loại sóng âm Xét theo phương dao động phần tử môi trường sóng chia thành dạng: - Sóng dọc: Khi phần tử dao động dọc theo phương truyền sóng - Sóng ngang: Khi phần tử dao động vuông góc với phương truyền sóng Trong chất khí chất lỏng có sóng dọc lan truyền, chất rắn lan truyền sóng dọc sóng ngang KS Nguyễn Trần Ngọc Phương Phân loại theo dạng sóng lan truyền Khi mặt sóng mặt cầu Các nguồn điểm phát lượng đồng môi trường tĩnh đồng tạo sóng cầu Nếu mặt sóng mặt phẳng Trong thực tế nguồn phát sóng phẳng, điểm xa nguồn âm ta xem sóng cầu sóng phẳng KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 10  Mức âm hiệu chỉnh  Các máy đo âm làm việc theo nguyên tắc tác động áp suất âm  Sự khác máy đo tai người chỗ: microphon lý tưởng có độ nhạy đồng với tần số âm Để chuyển đổi cách gần kết đo khách quan máy cảm giác chủ quan tai người mạch hiệu chỉnh tương ứng với đường đồng mức to gần mức khảo sát  Hiện phép đo đánh giá tiêu chuẩn âm quy định sử dụng mạch hiệu chỉnh A (dBA) để đánh giá tất âm KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 41 DÃY TẦN SỐ ÂM  Tiếng ồn gồm vô số âm có cường độ âm tần số khác  Trong thực tế đánh giá âm theo mức âm tổng cộng chưa đủ mà cần phải phân tích chúng theo tần số  Tuy nhiên việc phân tích âm tần số phạm vi 20 ÷ 20000 Hz thực không thực cần thiết Vì để thống nhất, ISO đề nghị sử dụng dãy tần số âm tiêu chuẩn nghiên cứu âm chế tạo thiết bị đo âm KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 42  Mỗi dãy tần số xác định tần số giới hạn f1 tần số giới hạn f2 Khi bề rộng dãy tần số xác định: ∆f = f2 - f1  Khi chọn dãy tần số nghiên cứu, lọc tần số cho lượng âm tần số nằm phạm vi tần số giới hạn xác định dãy qua Có dãytầnsốchính -Dãy1 octa, f2/f1=2 -Dãy½ octa, f2/f1 = -Dãy1/3 octa, f2/f1= KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 43  Dãy tần số ốc ta thường sử dụng nghiên cứu tiếng ồn khu dân cư, thành phố phòng  Dãy tần số 1/3 ốc ta thường sử dụng nghiên cứu cách âm kết cấu nhà cửa  Dãy tần số ½ ốc ta sử dụng Tên dãy thường gọi theo tần số trung bình dãy xác định theo công thức: KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 44 Giới hạn dải, Hz ốc ta Tên dải, Hz 1/3 ốc ta ốc ta 45 - 56 45 - 90 90 - 180 180 - 355 355 - 710 710 - 1400 1/3 ốc ta 50 56 - 71 63 63 71 - 90 80 90 - 112 100 112 - 140 125 125 140 - 180 160 180 - 224 200 224 - 280 250 250 280 - 355 315 355 - 450 400 450 - 560 500 500 560 - 710 630 710 - 900 800 900 - 1120 1000 1120 - 1400 1000 1250 KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 45 Giới hạn dải, Hz Tên dải, Hz 1400 - 1800 1400 - 2800 2800 - 5600 5600 - 11200 1800 - 2240 1600 2000 2000 2240 - 2800 2500 2800 - 3540 3150 3540 - 4500 4000 4000 4500 - 5600 5000 5600 - 7100 6300 7100 - 9000 900 - 11200 KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 8000 8000 10000 46 PHỔ ÂM Biểu diễn biểu đồ mức âm theo tần số chúng Tiếng ồn trắng: lượng âm phân bố tần số, mức âm tăng dần theo dải ôcta 1/3 ôcta Tiếng ồn hồng: có mật độ lượng phổ tỷ lệ nghịch với tần số lượng cố định cho khoảng tần số theo tỷ lệ lôgarit KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 47 Phương pháp biểu diễn tính toán kết qủa đo Xác định biểu diễn phổ âm theo dải ôcta từ kết đo theo dải 1/3 ôcta   Mức âm theo dải ôcta tổng mức lượng âm ba dải 1/3 ôcta tương ứng Kết mức âm theo dải ôcta tương ứng ba dải 1/3 ôcta KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 48 Áp dụng: Xác định biểu diễn phổ âm theo dãy octa từ kết đo âm theo dãy 1/3 octa Tần số dải 1/3 100 125 150 200 250 320 400 500 540 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 5000 52 54 56 62 65 63 68 72 70 63 65 69 55 55 55 45 47 48 ôcta Mức âm, dB Tần số dải ôcta 125 250 500 KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 1000 2000 4000 49 Xác định mức âm theo thang A - dBA Các trị số hiệu chỉnh thang A theo dải ôcta xác định biểu đồ bảng sau: KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 50 Xác định mức âm theo thang A - dBA Bước 1: hiệu chỉnh trị số đo thang A Bước 2: Cộng mức âm tất dải tần số theo phương pháp tổng lượng Ví dụ: theo phổ âm dải ôcta ví dụ xác định mức âm tổng cộng theo thang A KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 51 Các tượng âm học Tia vang dội     Là phần lượng tia tới bị dội lại tia gặp bề mặt chắn đường Sự vang dội đến từ tia hay nhiều tia Bề mặt chắn vật liệu cứng, không xốp, có đặc tính làm vang dội âm Hệ số vang dội: αr= Wr/Wi KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 52 Các tượng âm học Tia hấp thụ  Năng lượng âm bị hập thụ tia tới gặp bề mặt chắn lại đường  Những chất liệu hấp thụ âm sợi thủy tinh, cao su, mút…thường vật liệu xốp, nhẹ  Năng lượng âm bị hấp thụ thường ma sát  Hệ số hấp thụ âm thanh: αr = (1- Wr/Wi)*100 KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 53 Các tượng âm học Tia truyền qua  Được xác định cách tính mức tổn thất lượng theo phương trình TL = 10lg(Wt/W1), dB  Mức tổn thất lương nói chung tăng với tần số âm  Những vật liệu làm yếu âm thường chất liệu đặc không xốp: chì, bê tông, gỗ, thép, thủy tinh… KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 54 Các tượng âm học Tia nhiễu xạ  Sự nhiễu xạ xảy sóng âm gặp phải vật chắn hữu hạn  Tần số sóng âm tăng  tăng nhiễu xạ  Cường độ âm giảm  Hiệu ứng nhiễu xạ thường định lượng việc lượng vật cản IL = Lp0 – Lp, dB KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 55 [...]... độ không khí ở 14 C Môi trường - Chất khí Vận tốc âm (m/s) o Không khí (0 C) o Không khí (20 C) 3 31 344 Hydrogen 12 84 Oxygen 316 Carbon dioxide 340 o - Chất lỏng Nước (25 C) 14 98 o Nước biển (17 C) o Dầu hoả (34 C) - Chất rắn 15 10 ÷ 15 50 12 95 Thép 610 0 Nhôm 6400 Gỗ thông 5260 Kính 5660 Gạch 3650 Bê tông cốt thép 4500 Đá granite 6000 Nhận xét và Giải thích KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 16 1. 2 Các đơn vị... Io = 10 -12 + Po = 2 .10 2 (W/m ), -15 2 (N/m ) W và E là công suất và mật độ năng lượng âm cần đo -12 + Wo = 10 (W) là công suất âm ở ngưỡng quy ước, -15 3 + Eo = 3 .10 (J/m ) là mật độ năng lượng âm ở ngưỡng quy ước KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 24 ÁP DỤNG Sóng âm có tần số là 250Hz, truyền đi trong môi trường không khí Biết nhiệt độ môi trường là 25oC Tính: a Vận tốc, bước sóng của sóng âm? b Trong 1s,... biểu thức P2 I = ρ 0 c0 1 P2 E= = c0 ρ 0c02 3 Trong đó ρ0: khối lượng riêng của không khí (kg/m ) o Giá trị ρc0 gọi là trở âm của không khí Trong điều kiện áp suất khí quyển bình thường ở nhiệt độ 20 C ta có ρ.c= 2 415 kg/m s KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 19 Tóm tắt các công thức P= Pmax λ = c/f = c.T C = Co + 0,61t 2 E = I/C = / S 1 P2 E= = c0 ρ 0c02 KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 20 1. 3 Các đơn vị đo âm thanh... ÷ = 20.lg po  po  Mức mật độ năng lượng âm (LE):Là đại lượng để đo năng lượng của âm – Đơn vị: dB E LE = 10 .lg (dB) Eo KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 22 NHẬN XÉT GÌ P= Pmax 2 2  p p LP = 10 .lg  ÷ = 20.lg po  po  W LW = 10 .lg ( dB ) Wo 1 P2 E= = c0 ρ 0 c02 I P2 = ρ 0 c0 LI = 10 .lg I Io E LE = 10 .lg ( dB ) Eo KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 23 GIÁ TRỊ CỦA CHUẨN SỐ Theo quy ước quốc tế, các trị số của chuẩn... = 1, 7cm ÷20m KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 14 * Vận tốc truyền sóng âm Là đặc trưng quan trọng của quá trình truyền âm Kí hiệu: c Đơn vị:m/s Độ lớn vận tốc lan truyền của sóng âm phụ thuộc vào tính chất của môi trường, phụ thuộc vào độ đàn hồi, mật độ và trở âm của môi trường t C = Co (1 + ) 273 o C: vận tốc âm ở nhiệt độ t o Co: vận tốc âm ở nhiệt độ 0 C = 3 31, 5 m/s o Khi nhiệt độ không khí tăng lên 1. . . Đơn vị: dB W LW = 10 .lg ( dB) Wo Mức cường độ âm thanh (LI): Cảm giác nghe to của tai người đối với 1 âm không tỷ lệ thuận với cường độ của âm đó – Đơn vị: dB ( đánh giá cường độ âm) LI = 10 .lg I Io KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 21 Mức áp suất âm (LP):Là đại lượng để đánh giá áp suất của âm Thông thường, máy đo mứa âm thường dùng để đo áp suất của âm thanh – Đơn vị: dB 2  p p LP = 10 .lg  ÷ = 20.lg... không quy ước của độ to âm thanh ở tần số 10 00 Hz ứng với áp suất âm là 2 .10 -5 (N/m2) Đơn vị của mức to là phôn  Phôn là hiệu giữa hai mức cường độ âm có giá trị hơn kém nhau 1 dB của âm thanh chuẩn ở tần số 10 00 Hz Như vậy mức to phụ thuộc vào cường độ âm thanh và tần số Đối với âm tiêu chuẩn, mức to có trị số bằng mức áp suất âm (đo dB) Muốn biết mức to của 1 âm bất kỳ phải so sánh với âm tiêu chuẩn... càng nhỏ, âm nghe càng thấp, càng trầm Theo cảm giác độ cao của tai người chia làm ba phạm vi tần số + Tần số thấp từ 16 - 355 Hz + Tần số trung bình 355Hz – 14 00Hz + Tần số cao từ 14 00 – 20000Hz KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 32 Âm sắc Âm sắc quyết định bởi tần số của âm + Âm thanh có 1 tần số  đơn âm + Tạp âm  Tổ hợp của nhiều tần số  Âm trong thường gặp trong đời sống hàng ngày là những âm phức hợp,... m/s o Khi nhiệt độ không khí tăng lên 1 C thì vận tốc âm tăng lên khoảng 0, 61 m/s Trong tính toán thực tế, nếu môi trường truyền âm là không khí, vận tốc âm thường được xác định theo công thức gần đúng sau C: vận tốc âm (m/s) C = Co + 0,61t o t: nhiệt độ không khí ( C) o Co = 3 31, 5: vận tốc âm ở 0 C KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 15 o Ở nhiệt độ 20 C vận tốc âm trong không khí tĩnh sẽ là 344 (m/s) Trong... nhau Đặc biệt khác nhau ở sự suy giảm năng lượng xa dần nguồn âm KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 11 Các thông số đặc trưng của âm thanh và tiếng ồn Âm thanh và tiếng ồn có thể đặc trưng bằng những thông số vật lý và sinh lý hay gọi là các đại lượng âm khách quan và các đại lượng âm chủ quan KS Nguyễn Trần Ngọc Phương 12 Chu kỳ dao động âm và tần số âm * Chu kỳ dao động âm (T) là thời gian để các phần tử thực