论船舶噪声的控制 提要 船舶噪声对人体和环境的污染和危害已经得到世界各国和相关组织日益广泛的关注。船舶噪声的污染源主要是由于船舶动力装置及其它辅助装置自身振动及吸排气引起的。介绍了船舶的噪声源，以及传播的途径，提出应采取通过声源控制来降低船舶噪声级。 前言 如今，噪声污染已经成为与空气污染和水污染并列的世界三大主要污染之一，它日益成为人们普遍关心的问题。船舶环境，尤其机舱环境就存在较为严重的噪声污问题，对船员的身体、生活、休息和工作都存在很大的影响，甚至会产生心理和生上的疾病；过强的噪声还会使船上的一些精密仪器设备工作不正常、精度降低、使用寿命缩短。 1970年国际劳工组织(ILO)在日内瓦召开的海事特别会议上通过了“关于船员、设备 工作区有害噪声规定的建议”，建议各国政府制定限制船舶噪声的规则。目前一些造船和航运国家都制定了船舶噪声标准，作为船舶特殊环境下的健康保护标准。 1船舶噪声概述 1.1船舶噪声的度量 描述噪声可采用两种方法：一是对噪声进行客观量度，即将噪声作为物理扰动，用描述声波客观特性的物理量来反映；二是对噪声进行主观评价，因为噪声涉及人耳的听觉特性，根据听者感觉的刺激来描述。 噪声的客观度量用声压、声强和声功率等物理量表示。声压和声强反映了声场中声的强弱，声功率反映了声源辐射噪声的大小。声压、声强和声功率等物理量的变化范围非常大，可以在六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激的反应不是线性的，而是成对数比例关系，所以实际应用中采用对数标度，以分贝（dB）为单位，即分别为声压级、声强级和声功率级等无量纲的量来度量噪声。 级是物理量相对比值的对数。分贝是级的一种无量纲单位。对于声强、声功率等反映功率和能量的物理量，分贝数等于两个量比值的常用对数乘以10 。如两个声功率值分别为W1 和W2 ，则分贝数为n=101g(W1/W2)。 对于声压、质点振动速度等描述声场、电磁场等的物理量，分贝数等于两个量比值的常用对数乘以20 。当两个声压值分别为P1 和P2 时，声压级为n=201g(P1/P2)。采用级进行噪声计量，可以使数值变化缩小到适当范围，与人耳的感觉接近。
应用Matlab对含噪声的语音信号进行频谱分析及滤波 一、实验内容 录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。 二、实现步骤 1．语音信号的采集 利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，（可用默认的采样频率或者自己设定采样频率）。 2．语音信号的频谱分析 要求首先画出语音信号的时域波形；然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。 在采集得到的语音信号中加入正弦噪声信号，然后对加入噪声信号后的语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。并利用sound试听前后语音信号的不同。
分别设计IIR和FIR滤波器，对加入噪声信号的语音信号进行去噪，画出并分析去噪后的语音信号的频谱，并进行前后试听对比。 3.数字滤波器设计 给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz（可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。
报告内容 一、实验原理 含噪声语音信号通过低通滤波器，高频的噪声信号会被过滤掉，得到清晰的无噪声语音信号。 二、实验内容 录制一段个人自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；在语音信号中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，对加入噪声信号后的语音信号进行频谱分析；给定滤波器的性能指标，采用窗函数法和双线性变换设计数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比试听，分析信号的变化。给出数字低通滤波器性能指标:如，通带截止频率fp＝10000 Hz，阻带截止频率fs＝12000 Hz （可根据自己所加入噪声信号的频率进行阻带截止频率设置），阻带最小衰减Rs＝50 dB，通带最大衰减Rp＝3 dB（也可自己设置），采样频率根据自己语音信号采样频率设定。 三、实验程序 1、原始信号采集和分析 clc;clear;close all; fs=10000; %语音信号采样频率为10000 x1=wavread('C:\Users\acer\Desktop\voice.wav'); %读取语音信号的数据，赋给x1 sound(x1,40000); %播放语音信号 y1=fft(x1,10240); %对信号做1024点FFT变换 f=fs*(0:1999)/1024; figure(1); plot(x1) %做原始语音信号的时域图形 title('原始语音信号'); xlabel('time n'); ylabel('fuzhi n'); figure(2); plot(f,abs(y1(1:2000))); %做原始语音信号的频谱图形 title('原始语音信号频谱') xlabel('Hz'); ylabel('fuzhi');
第2章信号与噪声分析 知识点及层次 1. 确知信号时－频域分析 (1) 现代通信系统周期信号的傅氏级数表示和非周期信号的傅氏积分。 (2) 几个简单且常用的傅氏变换对及其互易性。 (3) 信号与系统特征－卷积相关－维钠－辛钦定理。 2. 随机过程统计特征 (1) 二维随机变量统计特征。 (2) 广义平稳特征、自相关函数与功率谱特点。 (3) 高斯过程的统计特征。 3. 高斯型白噪声统计特征 (1) 理想白噪声及限带高斯白噪声特征。 (2) 窄带高斯白噪声主要统计特征。 以上三个层次是一个层层深入的数学系统，最终旨在解决信号、系统及噪声性能分析，是全书各章的基本理论基础，也是系统分析的最主要的数学方法。 2.1信号与系统表示法 2.1.1通信系统常用信号类型 通信系统所指的信号在不加声明时，一般指随时间变化的信号。通常主要涉及以下几种不同类型的信号： 1.周期与非周期信号 周期信号满足下列条件： 全部时域 (2-1) ——的周期，是满足（2-1）式条件的最小时段。 因此，该也可表示为：
(2-2) ——是在一个周期内的波形（形状）。 若对于某一信号，不存在能满足式（2-1）的任何大小的值，则不为周期信号（如随机信号）。从确知信号的角度出发，非周期信号一般多为有限持续时间的特定时间波形。 2．确知和随机信号 确知信号的特征是：无论是过去、现在和未来的任何时间，其取值总是唯一确定的。如一个正弦波形，当幅度、角频和初相均为确定值时，它就属于确知信号，因此它是一个完全确定的时间函数。 随机信号是指其全部或一个参量具有随机性的时间信号，亦即信号的某一个或更多参量具有不确定取值，因此在它未发生之前或未对它具体测量之前，这种取值是不可预测的。如上述正弦波中某一参量（比如相位）在其可能取值范围内没有固定值的情况，可将其表示为： (2-3) 其中和为确定值，可能是在（0，2π）内的随机取值。 3．能量与功率信号 在我们常用的电子通信系统中，信号以电压或电流（变化）值表示，它在电阻上的瞬时功率为： 或 (2-4) 功率正比于信号幅度的平方。其归一化瞬时功率或能量（=1Ω）表示式为： (2-5)
第七章环境噪声影响评价 1．教学内容 （1）噪声和噪声评价量； （2）噪声的衰减和反射效应； （3）噪声环境影响评价的技术工作程序和要求； （4）噪声环境影响预测； （5）噪声影响评价和污染防治对策。 2．重点与难点 重点:环境噪声评价等级的划分和工作要求，评价工作范围确定；预测点噪声级的计算和等声级图的绘制；噪声影响评价的内容。 难点:预测点噪声级计算。 3．教学基本要求 （1）熟练掌握噪声环境影响评价的工作程序； （2）熟练掌握噪声衰减计算式，噪声随传播距离的衰减； （3）掌握环境噪声的概念和噪声源的类型，描述声音的物理量； （4）掌握预测点噪声级计算，环境噪声评价等级的划分和工作要求，评价工作范围确定；（5）了解空气吸收衰减，声屏障引起的衰减，附加衰减，反射效应。 第一节环境噪声影响评价 1. 噪声 一切干扰人们工作、学习和休息的声音，即不需要的声音。 2. 声环境影响评价： 是在噪声源调查分析、背景噪声测量和敏感目标调查基础上，对建设项目产生的噪声影响，按照噪声传播声级衰减和叠加的计算方法，预测噪声影响的范围、程度和影响人口情况，对照相应的标准评价环境噪声影响，并提出相应防治对策措施的过程。 3. 噪声标准： 中国环境噪声允许范围单位：dB 第二节声环境影响评价等级 1．划分依据
建设项目所在区域的声环境功能区类别 建设项目建设前后所在区域的声环境质量变化程度 受建设项目影响人口的数量 《声环境质量标准》(GB 3096-2008) 声环境功能区分类： 0类标准：指康复疗养区等特别需要安静的区域 l类标准：居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域 2类标准：商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域 3类标准：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域 4类标准：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域。4a类：高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干道、城市次干道、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域；4b类：铁路干线两侧区域。 各类声环境功能区的环境噪声限值单位：dB(A) 2．划分原则 声环境影响评价工作等级一般分为三级： 一级为详细评价，二级为一般性评价，三级为简要评价
根据中国船级社于2013年4月26日发布的《关于实施船上噪声等级规则的通知》的通函，国际海事组织（IMO）第91界海安会（MSC91）通过了第338号关于SOLAS修正案的决议。自2014年7月1日起生效，决议通过的《船上噪声等级规则》（以下简称“《规则》”），以保护人员免受噪声的伤害。 《规则》一旦生效，其高标准，严要求，强制性的特点将给造船业带来新的挑战和压力。 过去，SOLAS仅仅对机舱的噪声值做了强制规定，因此，国内的造船厂过去对船舶噪声控制工作不够重视。 对噪声的控制主要有三种途径：声源控制、传播途径中的控制、接收方的被动保护。过去常用的手段是在传播途径中的控制，例如，吸声、隔声、隔振等；这些方法经过长期实践证明效果并不好。 面对将要生效的《规则》，我们针对噪声的产生、传播、接收三个方向共同提出了以下措施，以达到降低噪声，符合规范的目的。 第一、声源控制 船舶上的三个主要噪声源是主机、辅机和螺旋桨。短期内，应在设计建造期间，选用低噪声的主机、辅机及螺旋桨；长期来看，我们需要设计出具有自主知识产权的，工作稳定，噪声低，振动小的新一代主机和辅机，同时要设计出更合理线型的螺旋桨，并在长期的实践中建立起船舶噪声数据库，通过舱室的合理布置，轴系的合理安排来进一步降噪。 第二、传播途径中的控制
在传播途径中降噪的方法有多种；例如，在舱室天花板和四壁表面敷设吸声材料和吸声结构，或所在室内空间悬挂吸声体；采用刚性和不吸声的钢板、铝板等做成隔声壁，为提高隔声效果，可采用双层壁，还可采用隔声罩和隔声室等措施对噪声源隔声；对于振动设备，安装单层或双层弹性支承的减震器进行隔震。 第三、接收方的被动保护 接收器噪声防护设备提供的被动保护也是重要手段。尤其在目前，对大型主机采取的声振控制措施尚不完善，需要对船员采取保护措施防止听力受害，如船员可以带上护耳器（耳罩或耳塞）、防声头盔或在隔声间（如机舱集控室）内值班工作，就可以减少噪音的伤害。 通过对以上方法的总结，我们可以发现：对造船企业而言，《规则》的主要实施难点有以下几点： 一、对噪声源设备和船舶声学设计提出了更高要求 二、增加了设计、建造过程中的相关成本 三、要求船上起居处所具有更加优良的隔声性能 四、增加了设计阶段的噪声分析开支 五、控制噪声超标更为困难。 可以预见，在不远的未来，船舶的建造和航行的标准将越来越高，被动的接受标准的要求对我国的造船业的发展极为不利，只有不断促进技术创新，提高自身技术水平，将自己化为规则和标准的推动者甚至是制定者，才能在未来的世界造船和航运中立于不败之地！
电网络理论 课程设计与报告 题目：语音信号的噪声分析及滤波的过程研究
一、语音信号的噪声分析及滤除一般过程 选择一个语音信号作为分析的对象，或录制一段格式为 *.wav各人自己的语音信号，对其进行频谱分析；利用MATLAB中的随机函数产生噪声加入到语音信号中，模仿语音信号被污染，并对其进行频谱分析；设计数字滤波器，并对被噪声污染的语音信号进行滤波，分析滤波后信号的时域和频域特征，回放语音信号。其流程图如下所示： 二、音频信号、噪声的分析 (一）、音频信号分析 音频信号的频率范围在20Hz-20000Hz，是人耳可以听到的频率范围，超过这个范围的音频信号没有意义。语音的频率范围在30-1000Hz之间。 (二)、噪声的产生 噪声的来源一般有环境设备噪声和电气噪声。环境噪声一般指在录音时外界环境中的声音，设备噪声指麦克风、声卡等硬件产生的噪声，电气噪声有直流电中包含的交流声，三极管和集成电路中的无规则电子运动产生的噪声，滤波不良产生的噪声等。这些噪声虽然音量不大(因为在设备设计中已经尽可能减少噪声)，但参杂在我们的语音中却感到很不悦耳，尤其中在我们语音的间断时间中，噪声更为明显。
三、A/D转换 A/D转换可分为4个阶段：即采样、保持、量化和编码。 采样就是将一个时间上连续变化的信号转换成时间上离散的信号，根据奈奎斯特采样定理fsZZfh，如果采样信号频率大于或等于2倍的最高频率成分，则可以从采样后的信号无失真地重建恢复原始信号。考虑到模数转换器件的非线性失真、量化噪声及接收机噪声等因素的影响，采样频率一般取2．5～3倍的最高频率成分。 要把一个采样信号准确地数字化，就需要将采样所得的瞬时模拟信号保持一段时间，这就是保持过程。保持是将时间离散、数值连续的信号变成时间连续、数值离散信号，虽然逻辑上保持器是一个独立的单元，但是，实际上保持器总是与采样器做在一起，两者合称采样保持器。图给出了A/D采样电路的采样时序图，采样输出的信号在保持期间即可进行量化和编码。 量化是将时间连续、数值离散的信号转换成时间离散、幅度离散的信号；编码是将量化后的信号编码成二进制代码输出。到此，也就完成了A/D转换，这些过程通常是合并进行的。例如，采样和保持就经常利用一个电路连续完成，量化和编码也是在保持过程中实现的。 四、通用串行总线 (一)、USB总线的分析 USB标准采用NRZI方式（翻转不归零制）对数据进行编码。翻转不归零制（non-return to zero,inverted），电平保持时传送逻辑1，电平翻转时传送逻辑0。USB 接头提供一组5伏特的电压，可作为相连接USB设备的电源。实际上，设备接收到的电源可能会低于5V，只略高于4V。USB规范要求在任何情形下，电压均不能超过5.25V；在最坏情形下（经由USB供电HUB所连接的LOW POWER 设备）电压均不能低于4.375V，一般情形电压会接近5V。
吸声降噪技术在船舶设备噪声控制中的应 用
吸声降噪技术在船舶设备噪声控制中的应用 摘要：随着船舶朝大型、高速方向发展,其机舱内推进主机和柴油发电机组的噪声问题越来越严重。本文阐述了吸声降噪技术的原理，分析了船舶机舱噪声的主要来源。就如何把吸声降噪技术运用到船舶设备的噪声控制中给出了一定的建议。 关键词：柴油机噪声吸声降噪船舶机舱噪声控制 0 引言 随着船舶朝大型化、高速化、复杂化方向发展，它所配备的推进主机以及发电机组也朝着高转速、高强度、大功率方向发展。因此，其振动和噪声问题越来越严重，人们对其振动和噪声控制也更为关心和重视。由于船舶的推进动力以及发电机组都布置在狭小的机舱内，机舱内的两大噪声源：推进主机(通常为柴油机)噪声和发电机组(通常为柴油发电机组)噪声，使机舱内的工作环境十分恶劣，再加上船员在机舱内的工作时间较长,因此,这种强噪声不仅严重影响船员的工作效率，损害了他们的身心健康,还严重污染周围环境,影响旅客的正常工作和休息，所以有必要对机舱内的噪声进行控制。 船用设备在工作时产生的噪声，影响了船上的生活和工作环境，也成为海洋环境污染之一。在船舶设计过程中，声振环境的设计是非常重要的一个环节。船舶机舱是船舶噪声的主要来源，距离其很近的船舶机舱控制室也成为人们工作环境最恶劣的地方之一。因此，对船舶机舱进行控制和维护是对船舶噪声控制最直接的方式。船舶噪声分为机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。机舱内的噪声是由推进主机噪声和柴油发电机组的噪声混合而成。船舶机舱控制
室的噪声主要体现为以波动形式传播的机械能，并且通过船舱、子板等这些第二噪声源以空气噪声的方式辐射出来。鉴于此，其降噪方式可以从以下方面着手：从声辐射的角度，一方面，通过在目标舱室内铺设玻璃棉等吸声材料使得辐射空气噪声得到有效吸收，从而减少噪声的二次传播；另一方面，可以在噪声源舱室和目标室间安装双层墙或多层墙以起到隔声效果；从振动噪声的角度，可在主噪声源和噪声的主要传播路径上增加增加弹性结构以调节激振频率与系统固有频率比，从而起到减振降噪的效果。本文仅对吸声材料对机舱降噪的作用做一个分析评估。 1 吸声技术原理 在舱室内布置吸声材料和吸声结构来降低室内噪声的工艺措施称为吸声处理。一般来说，吸声处理只能降低反射声的影响，对直达声是无能为力的，故吸声处理是不会降低直达声。所以吸声技术的降噪效果是有限的，一般不超过9dB。吸声机理：声波在媒质中传播时，由其引起的质点振动速度各处均不相同，存在着速度和梯度，使相邻质点间产生相互作用的摩擦力和黏滞阻力，阻碍质点运动，并通过摩擦和黏滞阻力做功将声能转化为热能。同时，由于声波传播时媒质质点疏密程度各处也不同，所以媒质温度各处也不同，存在温度梯度，而使相邻质点间产生了热量传递，使声能不断转化为热能耗散掉。这便是吸声材料或吸声结构的主要吸声机理。吸声材料或吸声结构被广泛的应用于噪声控制设计中。他的主要作用有：缩短和调整室内混响时间，消除回声以改善室内的听闻条件；降低室内的噪声级；作为管道衬垫或消声器件的原材料，以降低通风系统或以管道传播的噪声；在轻质隔声结构内和隔声罩内表面作为辅助材料，以提高构件的隔声量等。
信号分析与处理 第一章绪论：测试信号分析与处理的主要内容、应用；信号的分类，信号分析与信号处理、测试信号的描述，信号与系统。 测试技术的目的是信息获取、处理和利用。 测试过程是针对被测对象的特点，利用相应传感器，将被测物理量转变为电信号，然后，按一定的目的对信号进行分析和处理，从而探明被测对象内在规律的过程。 信号分析与处理是测试技术的重要研究内容。 信号分析与处理技术可以分成模拟信号分析与处理和数字信号分析与处理技术。 一切物体运动和状态的变化，都是一种信号，传递不同的信息。 信号常常表示为时间的函数，函数表示和图形表示信号。 信号是信息的载体，但信号不是信息，只有对信号进行分析和处理后，才能从信号中提取信息。 信号可以分为确定信号与随机信号；周期信号与非周期信号；连续时间信号与离散时间信号；能量信号与功率信号；奇异信号； 周期信号无穷的含义，连续信号、模拟信号、量化信号，抽样信号、数字信号 在频域里进行信号的频谱分析是信号分析中一种最基本的方法：将频率作为信号的自变量，在频域里进行信号的频谱分析； 信号分析是研究信号本身的特征，信号处理是对信号进行某种运算。 信号处理包括时域处理和频域处理。时域处理中最典型的是波形分析，滤波是信号分析中的重要研究内容； 测试信号是指被测对象的运动或状态信息，表示测试信号可以用数学表达式、图形、图表等进行描述。 常用基本信号（函数）复指数信号、抽样函数、单位阶跃函数单位、冲激函数（抽样特性和偶函数）离散序列用图形、数列表示，常见序列单位抽样序列、单位阶跃序列、斜变序列、正弦序列、复指数序列。 系统是指由一些相互联系、相互制约的事物组成的具有某种功能的整体。被测系统和测试系统统称为系统。输入信号和输出信号统称为测试信号。系统分为连续时间系统和离散时间系统。
噪声监测中布点问题的分析及其方法 【摘要】随着社会的发展，我国人民的经济水平的提高，群众对于生活环境和生活质量的要求是越来越高。由于建筑等新行业的兴起，结果带来了环境污染的问题。在环境污染中，噪声问题也让人们愈发重视起来，虽然在相关法律法规的引导下，正逐渐得到改善，但还得不到根本的解决。因此就要对噪声进行检测，采取一定措施解决所出现的问题。 【关键词】噪声；检测；布点问题 1 引言 声音是人们去感受这个世界，这个国家，这个民族的美的方式之一，但是任何事物都存在着正反两面性，所以声音有好也有坏。而噪音是一种人们不需要的声音，生活上人们几乎是无时无刻不在听着噪音，例如一些工程施工现场里机器设备的声音，还有娱乐场所的吵闹声等等，这些都在影响着人们的正常生活和学习环境，给人的身心都造成了一定的伤害，因此我们要注重对噪声的监测工作，其中布点问题是尤为突出的。 2 噪声检测和布点问题 2.1噪声的含义 噪声是指音高和音强变化混乱、听起来不谐和的声音。是由发音体不规则的振动而产生的，噪声是由发声体做无规则振动时所发出的声音，是在一些环境中不应该有而有的声音。泛指嘈杂、刺耳的声音。 噪声污染主要是交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音所产生的，例如音乐厅、高音喇叭、早市，还有人的大声说话等等。 2.2 噪声监测的含义 噪声监测是对干扰人们学习、工作和生活的声音及其声源进行的监测活动。其中包括：城市各功能区噪声监测、道路交通噪声监测、区域环境噪声监测和噪声源监测等。噪声监测结果一般以A计权声级表示，所用的主要仪器是HNT16040声级计和频谱分析器。噪声监测的结果用于分析噪声污染的现状及变化趋势，也为噪声污染的规划管理和综合整治提供基础数据。 2.3 布点的含义及方法 环境监测中为了了解一块区域的情况进行的有计划的采样点位布置叫做布点。布点方法一般分为以下几种：
信号分析方法总结 随机信号：不能用明确的数学表达式来表示，它反映的通常是一个随机过程，只能用概率和统计的方法来描述。 随机现象的单个时间历程称为样本函数。随机现象可能产生的全部样本函数的集合，称为随机过程 振动信号的时域分析方法 时间历程 描述信号随着时间的变化情况。 平均值 ∑=- = N i i x N x 1 1 均方值用来描述信号的平均能量或平均功率 ∑=-= N i i x N x 1 22 1 均方根值（RMS ）为均方值的正平方根。是信号幅度最恰当的量度 方差表示信号偏离其均值的程度，是描述数据的动态分量∑=---=N i i x x x N 1 22 )(11σ 斜度α反映随机信号的幅值概率密度函数对于纵坐标的不对称性∑== N i i N x 1 3 1 α 峭度β对大幅值非常敏感。当其概率增加时，β值将迅速增大，有利于探测奇异振动信号 ∑== N i i N x 1 14β 信号的预处理： 1 预滤波 2 零均值化：消除数据中的直流分量 )()()(^n x n x n x - -=。 3 错点剔除：以标准差为基础的野点剔除法 4 消除趋势项
相关分析 1 自相关分析a=xcorr(x) 自相关函数描述一个时刻的信号与另一时刻信号之间的相互关系 工程上利用自相关函数检查混杂在随机噪声中有无周期性信号 2 互相关函数a=xcorr(x,y) 利用互相关函数所提供的延迟信号，可以研究信号传递通道和振源情况，也可以检测隐藏在外界噪声中的信号 振动信号的频域分析方法 1 自功率谱密度函数（自谱） 自功率谱描述了信号的频率结构，反映了振动能量在各个频率上的分布情况，因此在工程上应用十分广泛 2 互功率谱密度函数（互谱） 互谱不像自谱那样具有比较明显的物理意义，但它在频率域描述两个随机过程的相关性是有意义的。 3 频响函数 它是被测系统的动力特性在频域内的表现形式 4 相干函数 表示整个频段内响应和激励之间的相关性)(2 f yx γ=0表示不相干，)(2 f yx γ=1完全相干，即响应完全由激励引起，干扰为零。相干函数可以用来检验频响函数和互谱的测量精度和置信水平，也可以用来识别噪声的声源和非线性程度。一般认为相干值大于0.8时，频响函数的估计结果比较准确可靠。
船舶的噪声与振动控制 发表时间：2019-06-21T11:53:56.483Z 来源：《科学与技术》2019年第03期作者：张洪政[导读] 对船舶的噪声与振动控制进行了研究。 南通中远船务工程有限公司江苏省南通市 226001 摘要：船舶运行期间，需要借助于螺旋桨、主机、推进系统等动力机械与风机、泵等辅助机械装置才可产生运行动力正常行驶，但是这些机械工作时发出的噪声及振动较大，船体长时间受到这些装置工作的影响，有着较高的风险发生船体结构破坏问题，而且船员在此种工作环境下工作容易出现身体健康问题，所以船舶噪声和振动控制处理非常重要，本文对船舶的噪声与振动控制进行了研究。 关键词：船舶；噪声；振动控制 1振动源与噪声源分析 船舶结构中的主机、柴油机、主推进及主螺旋桨等装置是造成船舶振动源（噪声源）的主要因素，分析多因素与振动源（噪声源）之间的相关性，发现柴油机、螺旋桨装置为重要的影响因素，其中柴油机运转期间可以为船舶提供运行动力，会产生修复力矩、惯性力等振动（噪声）干扰力，而螺旋桨则可以在工作中产生轴承力、叶频干扰力等影响振动振幅大小的激振力。分析船舶发出的噪声可知主要包括三类：空气动力、电磁、机械噪声，划分依据为发出噪声的声源，还可以依照船舶上噪声发出的具体位置，将噪声划分为船体振动、结构激振、螺旋桨噪声等多类。研究船舶振动源、噪声源期间，需要对船舶作以局部结构模态分析，从而可让研究人员充分掌握船舶结构阻尼、振型及频率等参数，进而依据参数明确船舶出现振动及噪声期间，是否同时出现谐振现象，并且通过参数还可以对船舶频率、振型的正确性进行测试，从而可结合多项分析结果来预测船舶振动源位置。 2船舶的噪声与振动控制 2.1流程 分析船舶振动及噪声期间，首先需要对结构振动、声场进行局部分析，内容涉及船舶结构频率、振型，船舶结构敏感点响应值，可选择船舶上的甲板、驾驶室、机舱、控制室以及船员作为重点分析区域与对象，具体分析时需要先明确模型边界，之后对振动源和噪声源参数进行完整收集，从而可以参考参数构建仿真模型、划分网格、荷载施加、提取计算结果等流程的分析。其次进行结构振动及声场整体分析，即研究人员可以先整理分析局部分析结构，之后便可从整个船舶角度出发，进行整船的声场计算。同时，在对船舶噪声与振动进行控制分析时，需要加强电子技术使用，并通过对噪声与振动控制电子元件的合理设置，获取相应的信息，进而在计算机三维空间中进行有效分析，为船舶噪声与振动问题的科学控制提供参考信息，优化船舶应用过程中的安全性能。除此之外，为了实现对船舶低频声能的有效吸收，则需要考虑共振吸声结构的合理设置，进而为船舶性能的不断优化提供支持，增强其噪声与振动控制效果。 2.2船舶海上试验 对于船舶作以海上航行试验，可以具体分析得出船舶噪声及振动运动情况，以便找出可进行噪声振动控制设计的主要方向。试验期间主要完成两个方面的测试工作，包括船舶局部振动试验、船舱内部室内空气噪声试验，试验期间需要严格依照“DNVRulesforclassificationofships”标准、IMOResolutionA.468XⅡ标准（评价空气噪声）、IS06954标准（评价船体局部振动）进行各个环节的试验；还需要准备精密声级计、动态数据分析仪进行数据分析，辅助试验完成。试验期间主要分为Transit、DP两种工况，便可得出局部振动数据、船舱内空气噪声参数。研究期间选择广州市的某一港口停靠船舶为研究对象，将其驶向海上后可开始试验，该艘船长度为150米，型深与型宽分别为13米、25米，结构组成中的螺旋桨、主机、辅机为发出噪声与振动的振动源（噪声源），每个装置的数量分别为2台，试验过程中船舶的吃水深度分别为5.4米（船尾）、5.1米（船首），试验地点选择在甲板上的三个房间、控制室、餐厅。试验使用的模型为SEA模型，该模型属于当前模拟船舶噪声及振动问题的常用模型，应用时可以借助于边界元分析、有限元方法及统计能量分析三种方法共同进行船舶问题的试验模拟，重点分析输入功率、模态密度及内损耗因子等内容。同时需要依据试验模型分析船舶载荷，由于模型提供的载荷方法较多，结合本文研究船舶的具体情况，选择定义功率、定义约束法进行分析，借助于以上方法可以对船舶施加载荷，进而通过激励频率的增加，可预测出船舶噪声振动发生情况。得出试验结果后，分析船体局部振动试验结果可以了解到在不同工况下，在轻微振动区域内进行各个测点的数据测试工作，得出的局部振动参数结果较好，而船舱室内空气噪声，在处于Transit工况下，测得数据相差不大，可显示当前舱内空气噪声的实际数据，分析这些数据表示在该工况下舱内空气噪声较小，在另一个工况下，发现在工况右向状态下，对比不同测试点发出的声音分贝，可知存在部分位置的噪声超过60分贝的情况，主要集中在船舶甲板的房间、餐厅位置，分析这些地方分贝过高的主要原因，可知是由于船舶航行期间，海水流速因素、甲板结构设计因素等所致，因此控制船舶噪声振动期间，可以从水流情况、甲板设计方向作以有效设计，确保后续设计的船舶可以规避相关影响因素的干扰，降低航行期间发出的噪声大小与振动幅度，以此给船舶上的船员构建一个良好的工作环境。具体设计时可结合目前一些常用的船舶隔噪声、隔振设计方法，在船体结构之上进行地板弹性、壁板三者的连接设计，从而可让船体在工作时对于振动、噪声情况进行合理降低控制，避免振动噪声过大情况出现；还可对导致噪声出现的船舶舱内缝隙与孔洞、隔声材料吸声量差、隔声构件阻尼及质量不达标、隔声构件密封性能不良等影响因素予以综合考量，从而选择质量性能优良的隔声构件进行船体室内装修，便可保证船舶行驶过程中出现的噪声振动较小，除了常规应用的隔声构件外，还可采用减振效果较好的阻尼合金材料制成的腹板材料、附加阻尼材料进行船舶减振设计。本文研究数据受到一些因素影响（参数测量期间仪器位置移动、材料参数选择不当、模型过于简化、载荷施加误差、未对可能造成船舶噪声与振动的舾装部件进行试验分析等），导致数据存在一定的误差，需要研究人员在后续的海上试验研究中合理规避相关因素，从而保证船舶噪声与振动问题被有效的控制。 3结束语 船舶噪声和振动对于船体结构质量、船员身体健康有着严重的不良影响，由于该问题的发生与船舶结构设计有紧密联系，所以要求设计人员对于船舶发出噪声、振动的具体情况有详细了解，继而可以在后续的船舶设计工作中从噪声与振动发生的原因入手，有效做好船舶结构设计工作，确保优化设计建造而成的船舶能够为我国船舶事业、海洋事业的长远稳健发展提供更多帮助。 参考文献 [1]李克用.船舶的振动与噪音的理论分析[J].黑龙江科技信息,2011(28):59.
示波器FFT功能之电源噪声分析 一提到电源噪声，相信就会引起很多电子工程师的共鸣。我们平时所说的电源噪声到底是什么呢？它等同于电源纹波吗？事实上，电源噪声不同于电源纹波，它是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分。而纹波是出现输出端子间的一种与输入频率、开关频率同步的成分，是叠加在稳定直流信号上的交流干扰信号。 在电源噪声的分析过程中，比较经典的方法是使用示波器观察电源噪声波形并测量其幅值，据此判断电源噪声的来源。但是随着数字器件的电压逐步降低、电流逐步升高，电源设计难度增大，在观察时域波形无法定位故障时，可以通过FFT（快速傅立叶变换）方法进行时频转换，将时域电源噪声波形转换到频域进行分析。电路调试时，从时域和频域两个角度分别来查看信号特征，可以有效地加速调试进程。 示波器的频域分析功能是通过傅立叶变换实现的，傅立叶变换的实质是任何时域的序列都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。我们分析这些正弦波的频率、幅值和相位信息，就是将时域信号切换到频域的分析方法。数字示波器采样到的序列是离散序列，所以我们在分析中最常用的是快速傅立叶变换（FFT）。FFT算法是对离散傅立叶变换（DFT）算法优化而来，运算量减少了几个数量级，并且需要运算的点数越多，运算量节约越大。 示波器捕获的噪声波形进行FFT变换，有几个关键点需要注意： 1、根据耐奎斯特抽样定律，变换之后的频谱展宽（Span）对应与原始信号的采样率的1/2，如果原始信号的采样率为1GS/s，则FFT之后的频谱展宽最多是500MHz； 2、变换之后的频率分辨率（RBW Resolution Bandwidth）对应于采样时间的倒数，如果采样时间为10mS，则对应的频率分辨率为100Hz； 3、频谱泄漏，即信号频谱中各谱线之间相互干扰，能量较低的谱线容易被临近的高能量谱线的泄漏所淹没。避免频谱泄漏可以尽量采集速率与信号频率同步，延长采集信号时间及使用适当的窗函数。
噪声分析报告 1. 噪声测量仪器说明和仪器要求 本次测量采用HS6280D 型噪声频谱分析仪是一种采用数字检波的便携式智能化噪声 测量仪器，主要性能符合IEC6172 标准对Ⅱ型声级计的要求、可靠性强、广泛适用于环保、 工厂、学校、科研等部门对噪声测量分析的需要。由主机(声级计部分)与打印机两部分组成，具有大屏幕液晶显示、内置1/1 频谱分析、时钟设置、自动测量存储等效连续声级、统计声 级等特点，配套打印机可自动打印出各种测量结果。 HS6280D 测量范围为 A 声级或 C 声级35 ～130dB ，本次测量采用 A 声级，测量频率范围在20Hz ～10kHz 。 2. 测量条件 ①除反射面（地面）外，不得有非被测声源部分的反射体位于包络测量表面之内。 ②适合工程法测量环境包括符合ISO3744 要求的室外平坦空地或房间。 ③在倍频带测量对中每一个频带上，传声器位置处背景噪声声压级，包括风的影响， 应比声源运转时声压级至少底6dB ，最好底10dB 以上。 ④测量仪按制造厂推荐须加装防风罩，按其说明进行适当修正。 ⑤测量必在被测设备稳定运转工况下进行，测量环境中应无巨大的干扰。 3. 测量标准 本次测量根据ISO6798:1995 《往复式内燃机辐射的空气噪声测量工程法及简易法》要 求，旨在获得 2 级准确度等级（工程法）的测量结果（见表 1 ）。如背景噪声修正值大于 1.3dB 但小于或等于3dB ，或环境噪声修正值大于2dB 但小于或等于7dB ，则获得 3 级准确度等级（简易法）的测量结果（见表2）。 表 1 往复式内燃机声功率级测定的基础国际标准 国际标准方法类别测试环境声源体积噪声特征 可获得的声 功率级可获得的附加 质料 ISO3744 工程法 （2 级）室外或大的 房间 最大尺寸小 于15m 各类噪声 A 计权和频 带或1/3 倍 频带 指向性，随时间 变化的声压级， 其他计权声功 率级
内河水域船舶噪声污染监督与控制 78 内河水域船舶噪声污染监督与控制随蓑 强,噪声污染损害已经越来越被人们所重视.1996 年10月颁布的中华人民共和国环境噪声污染防治法》( 以下简称噪声污染防治法》), 第一次把环境噪声污染的防治以国家法律的形式加以确定, 使我国的环境噪声污染的防治工作有法可依.随后, 大部分省市制定了相应的管理条例或实施办法, 防治环境噪声污染. 在这些法律法规中,涉及到船舶噪声污染管理的,一般仅仅明确,海事部门对船舶排放噪声实施监督管理, 远没有对工业噪声, 建筑噪声或其它交通噪声防治来得有操作性. 这就为海事部门充分发挥海事事权,加强内河水域船舶噪声污染与控制带来增添了困难. ? 孙政权王世洋 船舶噪声污染的危害 船舶噪声污染除了具备一般噪声污染危害之外, 还因其自身特点, 具有其它多样的危害性. , 危害人们身心健康和日常交 流.这主要包括对听力,心理, 生理, 睡 眠和交谈,工作思考的危害. 长期在强噪声环境下工作,人的听力将会受到影响,甚至损伤而失聪, 除此之外, 还有头昏, 头疼, 神经衰弱, 消化不良等症状,往往导致高血压和心血管病. 二, 危害水域及其沿岸生态环境. 船舶在航行时, 其噪声同样对部分水生生物和沿岸的动物产生致命影响, 危害生态安全. 据《民主与法制时报))(2007 —03 —26A02版)报道," 长江上往来的船只很多, 它的螺旋桨高速旋转, 可能会把一
些江豚打死.而最严重的是船只在水下产生的噪声." 江豚寻找食物,巡游以及与同伴交流, 更多地是依靠发声系统和听觉功能, 船只产生的强大噪声会干扰它们捕捉声波的能力, 影响江豚寻找食物, 就有可能导致这一方面的生物链断裂, 影响生态环境平衡. 三, 危害船舶技术状况和航行安全. 部分船舶噪声如果和与其它噪声频率吻合, 将激发出更强度的共振噪声. 这些噪声再和船舶特有的共振周期相同的话, 就会增加船舶共振强度,从而影响船舶结构.船舶在内河水域航行时不按规定鸣放信号, 除了污染周边生活环境外,也同样会给其它船舶正常航行带来安全隐患. 船舶噪声污染监督与 控制现状 , 船舶噪声污染监督与控制 措施 对船舶噪声污染,从法律, 法规到地方规章都出台了一些监督与管理规定, 有一些地方还采取了一些切实可行的措施. 1, 立法现状. 中华人民共和国环 境保护法》（以下简称《环境保护法》）第二十四条规定,产生环境污染和其他公害的单位, 必须把环境保护工作纳入计划, 建立环境保护责任制度; 采取有效措施,防治在生产建设或者其他活动中产生的废气,废水,废渣,粉尘,恶臭气体,放射性物质以及噪声振动, 电磁波辐射等对环境的污染和危害. 《噪声污染防治法》第三十四条规定, 机动船舶在城市市区的内河航道航行, 必须按照规定使用声响装置《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》（以下简称防治船舶污染内河水域环境管理规定）））第十条规定,船舶在城市市区的内河航道航行时,应当按
音频系统噪声源分析及排除方法 山东大学物理与微电子学院赵丽生| 山东建筑工程学院刘援朝在录音扩声或音频传输过程中噪声是具有一定频率的纹波电压通过电源线路窜入音频设备的供电回路，普遍存在又非常令人头痛和不易解决。通常组成音频设备的设备越多或信号传输距离越长，系统的噪声就越大；甚至使得音频系统无法进行正常的录音或扩声工作。音频系统噪声形成的机理较为复杂，针对系统噪声产生的主要原因和解决办法尤其重要。 1、噪声产生的主要原因 1.1电磁辐射干扰噪声 环境的杂散电磁波辐射干扰，如手机、对讲机等通信设备的高频电磁波辐射干扰，电梯、空调、汽车点火、电焊等电脉冲辐射，演播厅灯光控制用可控硅整流控制设备的辐射都会通过传输线直接混入传输信号中形成噪声或穿过屏蔽不良的设备外壳干扰机内电路产生干扰噪声(实践表明在一些特殊的场合，如大量使用可控硅调光设备的演播厅等，如果没有采取可靠的屏蔽和接地措施，噪声将会很严重)。 1.2 电源干扰噪声 除电磁辐射外，电源部分引入干扰噪声也是产生噪声的主要原因(城市电网由于各种照明设备、动力设备、控制设备共同接入，形成了一个十分严重的干扰源( 如接在同一电网中的灯光调控设备、空调、电机等设备会在电源线路上产生尖峰脉冲、浪涌电流、不同频率的纹波电压)，通过电源线路窜入音频设备的供电电源，总会有一部分干扰噪声电压无法通过音频设备的电源电路有效的滤除，将必然会在设备内部形成噪声( 尤其是同一电网中的电磁兼容性能达不到要求的大功率设备是干扰音频设备的主要原因)。 图1 平衡端与不平衡端连接
图2 不平衡转换为平衡传输 图3 设备星型接地方法
图4 地回路形成示意图 1.3 接地回路噪声 在音频系统中，必须要求整个系统有良好的接地，接地电阻要4欧姆。否则音频系统中设备由于各种辐射和电磁感应产生的感应电荷将不能够流入大地，从而形成噪声电压叠加到音频信号中。 在不同设备的地线之间由于接地电阻的不同而存在地电位差，或在系统的内部接地存在回路时，则会引接地噪声，2个不同的音频系统互连时，也有可能产生噪声，噪声是由2个系统的地线直接相连造成的。 1.4 设备内部的电路噪声 由于内部电子元件产生的电噪声在一台设备单独工作时，可以达到要求的指标。但是当多台设备级连时其噪声就会积累增加。实践应用中，有些低档次的设备会因为内部电源滤波不良，使得设备本身的交流声增大，在系统中有时会形成很严重的噪声。 2、排除噪声的办法 2.1 系统的正确连接 在音频系统中，一般连接的设备很多。不同设备有不同的接口形式，使用的接插件各不相同。有平衡和不平衡的输入输出形式，为有效地屏蔽外界的电磁辐射干扰，必须统一使用屏蔽电缆并采用正确的方法连接。
3.3齿轮及齿轮箱振动信号的分析方法 齿轮及齿轮箱中轴、齿轮和滚动轴承正常运行时，一般其振动信号是平稳信号，信号频率成分有各轴的转动频率和齿轮的啮合频率等，当发生故障，其振动信号频率成分或幅值发生变化，一般有以下三种特征： （1）信号是稳态的，但对应特征频率的幅值发生明显变化，振动能量有较大的变化。这类故障是以齿轮均匀磨损为代表的。 （2）信号是周期平稳信号，出现了有规律的冲击或调制现象。这类故障一般是齿轮或滚动轴承已经发生轻度或较严重的故障。 （3）信号中出现无规律的冲击或调制现象，这类故障一般是齿轮或滚动轴承已经发生严重的故障。 但是并不是说出现调制现象就一定有故障，所以就需要利用振动信号在频域和时域内进行诊断，来达到诊断故障的目的。而振动信号是齿轮故障特征信息的主要载体，目前能够通过各种振动信号传感器、放大器及其它测量仪器很方便地测量出齿轮箱的振动信号，通过各种分析和处理方法提取其故障特征信息。特征分析的结果是否正确、可靠，特征量的选择是否合理，在很大程度上决定了故障诊断的正确性。下面就介绍一些常用的齿轮振动信号常规的分析方法。 3.3.1时域统计特征 时域统计指标根据量纲和无量纲分为两个部分，一部分是常用的有量纲特征值，包括最大值、最小值、峰值、均值、均方值和方差；另一部分称为无量纲的特征分析值，包括方根幅值、平均幅值、均方幅值、峭度、波形指标、峰值指标、脉冲指标和裕度指标。在齿轮箱的状态检测和故障诊断中，要特别注意这两部分指标的综合运用，有量纲特征值一般随着齿轮箱的不同而改变，不同种类和大小的齿轮箱测量得到的有量纲特征值是没有对比性的，有时甚至同种类和大小的齿轮箱在不同工况下测量得到的有量纲特征值也不能直接进行对比。而不同种类和大小的齿轮箱测量得到的无量纲的特征分析值在一定的情况下是可以进行对比的。对于有限长度的离散时间序列1210,,,,-n x x x x ，其有量纲的统计特征值为： 最大值 }max{max i x x = 最小值 }min{min i x x = 峰峰值 min max x x x p p -=- 均值 ∑-==10 1 n i i x N x