小孔喷注消声器直接利用发声机理,将一个大的排气孔用许多小孔来代替,当孔径小到一定值时,噪声频率由低频移到人耳不敏感的频率范围,从而达到降低可听声的目的。
节流降压消声器是利用节流降压原理制成的。通过多次节流方法将高压降分散为多个小压降以达到降低高压排气放空噪声的目的。
多孔扩散消声器所有的材料带有大量的细小孔隙,可以使排放气流被滤成无数个小的气流,气体的压力被降低,流速被扩散减小,因而辐射的噪声强度也就大大减弱。
(5)复合消声将以上四种消声原理组合应用即可构成多种复合式消声器。
一个合适的消声器可直接使气流声源噪声降低20~40dB(A),相应响度降低75%~93%。通常要求消声器对气流的阻力要小,不能影响气动设备的正常工作,其构成的材料要坚固耐用并便于加工和维修。此外要外形美观、经济。
(三)隔声技术
按照噪声的传播方式,一般可将其分为空气传声和固体传声两种。空气传声是指声源直接激发空气振动并借助于空气介质而直接传入人耳,例如汽车的喇叭声和机器表面向空间辐射的声音。固体传声是指声源直接激发固体构件振动后所产生的声音。如人走路撞击楼板时,固体构件的振动以弹性波的形式在墙壁及楼板等构件中传播,在传播中向周围空气辐射出声波。事实上,声音的传播往往是这两种声音传播方式的组合。在一般情况下,无论是哪种传声,大都需要经过一段空气介质的传播过程,才能最后到达人耳,两种传播形式既有区别又有联系。
对于空气传声的场合,可以在噪声传播途径中,利用墙体、各种板材及其构件将接受者分隔开来,使噪声在空气中传播受阻而不能顺利地通过,以减少噪声对环境的影响,这种措施通称为隔声。对于固体传声,可以采用弹簧、隔振器及隔振阻尼材料进行隔振处理,这种措施通称为隔振。
隔振不仅可以减弱固体传声,同时可以减弱振动直接作用于人体和精密仪器而造成的危害。
隔声是噪声控制工程中常用的一种技术措施。常用的隔声构件有各类隔声墙、隔声罩、隔声控制室及隔声屏障等。
1.隔声墙
对于实心的均匀墙体,其隔声能力决定于墙体的单位面积质量,其值越大则隔声性能越好。当声波投射到墙面时,声压将使墙体发生振动,墙体质量越大则惯性阻力也越大,引起墙体振动越困难,因而隔声效果越好。墙体隔声能力还与入射声波的频率有关,对于高频声的隔声效果更好,对于低频声的隔声效果较差。有空心夹层的双层墙体的隔声结构比同样质量的单层墙的隔声效果更好,这是由于夹层中空气的弹性作用可使声能衰减。如果隔声效果相同,夹层结构比单层结构的质量可减少2/3~3/4。
2.隔声间
由隔声墙及隔声门等构件组成的房间称为隔声间。隔声间的实际隔声量不仅与各构件的隔声量有关,而且还与隔声间内表面的吸声质量及内表面面积有关。一般来说,隔声间内表面的吸声量越大,隔声间内面积越小,其隔声量则越大。隔声间中的门、窗和孔洞往往是隔声间的薄弱环节。一般门窗平均隔声量不超过15~20dB(A),普通分隔墙的平均隔声量至少可达30~40dB(A)。孔洞和缝隙对构件的隔声影响甚大,若门、窗、墙体上有较多细小的孔隙,则隔声墙再厚,隔声效果也是不好的。
3.隔声罩
当噪声源比较集中或只有个别噪声源时,可将噪声源封闭在一个小的隔声空间内,这种隔声设备称为隔声罩。隔声罩是抑制机构噪声的较好方法,它往往能获得很好的减噪效果。如柴油机、电动机、空压机、球磨机等强噪声设备,常常使用隔声罩来减噪。
一般机器所用的隔声罩由罩板、阻尼涂料和吸声层构成。罩板一般用1~3mm厚的钢板,也可以用密度较大的木质纤维板。罩壳用金属板时要涂以一定厚度的阻尼层以提高隔声量。这主要是声波在罩壳内的反射作用会提高噪声的强度。因此,隔声罩还必须在罩板上垫衬吸声材料。例如,用3mm厚的钢板制成的隔声罩,当无吸声材料时隔声量为12dB(A),当罩内设置吸声系数为0.5的吸声材料后,隔声量增加到32dB(A)。若隔声罩采用太薄的钢板制造,特别隔声罩与机器或基础是刚性连接,而罩壳的表面积又很大时,隔声罩可能会变成一个噪声放大器,这在隔声罩的设计时应加以注意。
隔声罩在制作过程中,一定要注意隔声罩的密封。最好是将声源全部密封,但这是在实际中难以做到的。例如柴油机、汽油机、汽轮机等必须通过进气管和排气管吸入空气和排出废气,以完成它们的工作循环,它们还必须用水进行冷却,为满足这些要求,都需要用管道将隔声罩与外界连通,这对隔声是不利的。因此,在进风口和排气口处还应装上专门的消声装置。
4.隔声门和隔声窗
隔声门和隔声窗是用途相当广泛的隔声构件,例如隔声间和隔声罩都会用到。隔声门、窗的隔声量要与其隔声构件主体的隔声量匹配,否则达不到预期的目的。
普通门的平均隔声量为10~20dB(A),而隔声门的隔声量应在30dB(A)以上。隔声门在制作中都采用多层复合结构。窗子的隔声效果主要取决于玻璃的厚度,在制作中多采用两层以上玻璃中间夹以空气层的方法,来提高玻璃窗的隔声效果。此外,在隔声门、窗的设计与施工中必须注意解决密封问题。
5.隔声屏障
隔声屏障是保护近声场人员免遭直达声危害的一种噪声控制手段。当声波在传播中遇到屏障时,会在屏障的边缘处产生绕射现象,从而在屏障的背后产生一个声影区,声影区内的噪声级低于未设置屏障时的噪声级,这就是隔声屏障降噪的基本原理。
三、个人防护
当在声源和传播途径上控制噪声难以达到标准时,往往需要采取个人防护措施。在很多场合下,采取个人防护还是最有效、最经济的方法。目前最常用的方法是佩戴护耳器。一般的护耳器可使耳内噪声降低10~40dB。护耳器的种类很多,按构造差异分为耳塞、耳罩和头盔。
耳塞体积小,使用方便,但必须塞入外耳道内部并与外耳道大小形状相匹配,否则效果不好。一般采用柔软及可塑性大的材料制成。佩戴耳塞应注意保持清洁卫生。
佩戴耳罩不必考虑外耳道的个体差异,隔声性能较耳塞优越,易于保持清洁。但耳罩不适于在高温下佩戴,且会受到佩戴者的头发及眼镜的影响。
头盔的隔声效果比耳塞、耳罩优越,它不仅可以防止噪声的气导泄漏,而且可防止噪声通过头骨传导进入内耳。头盔的制作工艺复杂,价格较贵,通常用于如火箭发射场等特殊环境和场所。