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【分享】声的基础知识-声波衰减

荷月

2009/11/29

噪声/辐射等检测

声波在介质中传播，由于扩散作用、空气吸收以及障碍物的存在导致声强、声压和声能减弱，发生声波衰减。

1、扩散引起的衰减
声波的传播过程即是声波在介质中的扩散过程，波阵面随扩散距离的增加而逐渐扩展，导致声能分散、声强随距离越来越弱，称为扩散衰减。
2、空气吸收引起的衰减

声波在空气中传播时，部分声波被空气吸收作用、部分声能将发生转换和迁移，籍此导致声波衰减。

① 传播导致空气质点振动，相邻空气质点由于运动速度不同而产生粘滞力，使得声能转换为热能，紧邻的空气温度越来越高，声能越来越弱。温度的变化将导致相邻的空气质点之间存在温度差，形成温度梯度。

② 相邻空气质点存在出现温度梯度，发生热交换，声能转换为热能进行扩散。

③ 由于声波的传播打破了空气中各种气态分子能量的原有平衡状态，从不平衡到重新建立新的平衡的过程称为热驰豫过程，热驰豫使得声能耗散、声波衰减。

3、其它原因引起的衰减
空气中的各种障碍物如尘粒、雾、雨、雪等将引起声波产生散射，导致声波衰减。广义上说，空气中存在的各种大型屏障如土丘、围墙和门窗以及林带等也属于引起声波衰减的障碍物，其作用与空气中的雨雪、尘雾没有本质的区别。
声波的衰减程度可以用声压衰减系数α来衡量，即在空气中声波传播1m所衰减的分贝数，单位为 dB/m。α与声波本身性质(波长、波面、声源类型、频率、声强等)、传播距离、空气的温度和湿度以及障碍物情况密切有关。
点声源因为空气吸收而引起的声波衰减：ΔLP＝LP1－LP2＝20 lg(γ2/γ1) －α(γ2-γ1)
线声源因为空气吸收而引起的声波衰减：ΔLP＝LP1－LP2＝10 lg(γ2/γ1) －α(γ2-γ1)
式中：ΔLP－声级的衰减量(dB)
LP1、LP2－衰减前后的声级(dB)
γ2、γ1－声波传播的距离(m)

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