基本原理
噪聲標準是建立在奈奎斯特(Nyquist)定理基礎上的,即處於溫度為T的熱平衡狀態下的電阻,由於電子不規則的熱運動而產生的熱噪聲,其噪聲功率為
P=kTB
公式中k為波爾茲曼常數,1.38×10J/k;T為電阻所處的物理溫度為測試系統的頻頻寬度,Hz;P為電阻輸出的噪聲功率,W。
當B一定時,溫度T與噪聲功率P有確定的關係,從而可取T為噪聲量值的計量單位稱為噪聲溫度。噪聲標準是選用電阻性元件或吸收材料做成波導型(或同軸線)終端負載,並置於一恆定溫度的加熱爐(或冷卻室)中,當負載體滿足絕對黑體條件時,則根據普朗克黑體輻射定律,沿傳輸線輻射出單一模式的電磁波,其單位頻帶輻射的功率為
N=kT
負載溫度T不同,可分為標準高溫、標準低溫和標準室溫三種噪聲源。高於室溫的噪聲標準稱為標準高溫噪聲源;T低於室溫的噪聲標準稱為標準低溫噪聲源;T等於或接近於室溫的噪聲標準稱為標準室溫噪聲源。標準高溫噪聲源由於操作和維護都較麻煩,只 宜作為國家計量標準。
輻射計
輻射計是一種能計量噪聲信號的髙靈敏度相關接收機,用來把標準噪聲源提供的噪聲標準(噪聲溫度標準)量值傳遞下去,即作為計量比較指示設備。輻射計可分為全功率型、調製型和相關型三種類型。圖1中示出了改進型笛克(Dicke)輻射計的組成方框圖,這是一種屬於調製型的零示輻射計。待校噪聲源接入比較通道,以便與標準噪聲源比對。
第一步,標準噪聲源通過波導開關1,經精密可變衰減器、調製器、魔T、波導開關2、隔離器加到相關接收機。接入參考通道的參考噪聲源經平衡衰減器也加到相關接收機。調節參考通道的平衡衰減器使相關接收機的指示為零。
第二步,將波導開關1轉向待校噪聲源,保持平衡衰減器不變,調節比較通道的精密可變衰減器,使接收機指示恢復為零。這時,用噪聲溫度表示的被校噪聲源的噪聲溫度T可由下式得到如圖2式中T為室溫,290k;T為標準噪聲源的噪聲溫度,為已知為待校噪聲源的噪聲溫度待求值;△A為精密衰耗器二次讀數差值。
噪聲簡介
噪聲級為30~40分貝是比較安靜的正常環境;超過50分貝就會影響睡眠和休息。由於休息不足,疲勞不能消除,正常生理功能會受到一定的影響;70分貝以上干擾談話,造成心煩意亂,精神不集中,影響工作效率,甚至發生事故;長期工作或生活在90分貝以上的噪聲環境,會嚴重影響聽力和導致其他疾病的發生。
聽力損傷有急性和慢性之分。接觸較強噪聲,會出現耳鳴、聽力下降,只要時間不長,一旦離開噪聲環境後,很快就能恢復正常,稱為聽覺適應。如果接觸強噪聲的時間較長,聽力下降比較明顯,則離開噪聲環境後,就需要幾小時,甚至十幾到二十幾小時的時間,才能恢復正常,稱為聽覺疲勞。這種暫時性的聽力下降仍屬於生理範圍,但可能發展成噪聲性耳聾。如果繼續接觸強噪聲,聽覺疲勞不能得到恢復,聽力持續下降,就會造成噪聲性聽力損失,成為病理性改變。這種症狀在早期表現為高頻段聽力下降。但在這個階段,患者主觀上並無異常感覺,語言聽力也無影響,稱為聽力損傷。病程如進一步發展,聽力曲線將繼續下降,聽力下降平均超過25分貝時,將出現語言聽力異常,主觀上感覺會話有困難,稱為噪聲性耳聾。此外,強大的聲暴,如爆炸聲和槍炮聲,能造成急性暴震性耳聾,出現鼓膜破裂,中耳小聽骨錯位,韌帶撕裂,出血,聽力部分或完全喪失。主觀症狀有耳痛、眩暈、頭痛、噁心及嘔吐等。 噪聲除損害聽覺外,也影響其他系統。神經系統表現為以頭痛和睡眠障礙為主的神經衰弱症狀群,腦電圖有改變(如節律改變,波輻低,指數下降),植物神經功能紊亂等;心血管系統出現血壓不穩(大多數增高),心率加快,心電圖有改變(竇性心率不齊,缺血型改變);胃腸系統出現胃液分泌減少,蠕動減慢,食慾下降;內分泌系統表現為甲狀腺機能亢進,腎上腺皮質功能增強,性機能紊亂,月經失調。