声学测量术语表:常见词条与定义
本术语表汇总声学测量、听力健康、职业噪音相关的常见术语,用通俗语言定义,并交叉链接到本站其它页面的深度内容。读 科学页、工作场所标准页 或任何默认你熟悉这些词汇的技术文档时,把这页当快查表用。
A
A 加权(dBA)
施加在声压级测量上的频率加权滤波器,近似人耳在中等响度下的响应。A 加权大幅衰减低频(50 Hz 处约 −30 dB),6 kHz 以上轻微衰减,1 – 5 kHz 这段最敏感的范围近乎平坦。几乎每个现代噪音标准 — NIOSH REL、OSHA PEL、WHO 社区指南、ISO 1996、欧盟 2003/10 — 都规定 A 加权。详见 频率加权。
声学外伤(Acoustic trauma)
由单次高强度暴露(通常是爆炸、近距离枪声或工业事故)造成的突发性、严重听力损失。与渐进性 NIHL 不同,机制是机械破坏而非毛细胞代谢耗竭。损伤可能包括鼓膜破裂、听骨链脱位,以及耳蜗损伤。
行动级(Action level)
职业法规下,触发听力保护项目强制启动的暴露等级。OSHA 29 CFR 1910.95 的行动级是 85 dBA / 8 h TWA(PEL 是 90 dBA,但 85 dBA 起就强制做听力测听和工人培训)。欧盟 2003/10/EC 有两个行动值:较低 80 dBA、较高 85 dBA。详见 工作场所标准。
AGC(自动增益控制)
多数消费麦克风和录音链路里都有的信号处理特性,自动调整输入增益以维持目标录音电平。AGC 对通话和随手录音有用,但对声级测量是有害的 — 它让实际 SPL 与数字采样值之间的关系随时间变化、不再线性。本站浏览器分贝仪向系统请求 autoGainControl: false;消费设备对这个标志的尊重程度差别大,这是 校准 必须按设备做的原因之一。
ANSI S1.4
声级计性能与校准要求的美国标准。国际对应版本是 IEC 61672‑1。两者都定义 Class 1(精密,公差 ±1 dB)和 Class 2(通用,公差 ±2 dB)两个性能等级。多数职业合规仪器是 Class 2。
听力图(Audiogram)
以听阈对频率绘制的图表,用来描述一个人的听力。在隔音室里由测听仪生成。OSHA 29 CFR 1910.95 要求职业暴露超过 85 dBA 行动级的工人,在初次暴露前做基线、之后每年随访。NIHL 的经典签名是 4 kHz 处的"凹口" — 即便其它频段还正常时也会出现。
B
背景噪音(Background noise)
测量位置上,目标声源不在时存在的环境声压级。要让测量有效,背景应至少比目标低 10 dB(声源至少比背景高 10 dB)。低 6 – 10 dB 时需要修正;低于 6 dB 时测量不可靠。
基底膜(Basilar membrane)
耳蜗内部承载感觉毛细胞的膜。它的机械调谐把频率映射到位置:高频在卵圆窗附近的底部振动,低频在顶部振动。底部损伤是 NIHL 的早期特征,因为底部承受最高的声学应力。
C
C 加权(dBC)
相对平坦的频率加权,用于峰值测量和低频内容主导的声源(演唱会、低音炮、雷击、烟花)。31.5 Hz 到 8 kHz 几乎平坦,两端只衰减几分贝。报告等级时永远要标加权:写"100 dBC",而不是"100 dB"。
耳蜗(Cochlea)
内耳里把声压转为神经信号的螺旋状液体器官,大约 15,000 个感觉毛细胞排在基底膜上。哺乳动物的耳蜗毛细胞不再生,这是为什么噪音损伤是永久性的。详见 听力健康。
D
分贝(dB)
表达两个值之间比例的对数单位,声学里用于声压级(SPL)、声强、声功率。分贝在 SI 意义上不是单位,需要参考值才有意义。声压的标准参考是 20 µPa(1 kHz 处的听觉阈值),公式是 L = 20 × log10(p / 20 µPa)。详见 分贝刻度。
dBA、dBC、dBZ
施加 A、C 或 Z(零、平)加权的分贝声压级。同一物理声音在不同加权下数字不同。报告测量时永远说明用了哪种加权。
dB FS(满刻度)
数字音频刻度,0 dB FS 等于最大可表示采样值。DAW 和音频制作里用。没有把已知声压映射到已知采样值的参考校准时,不能直接和 dB SPL 比较。
dB SPL(声压级)
以 20 微帕(20 µPa) 空气压强变化为参考的分贝值。环境与职业声学的默认刻度。声级计上看到的数字默认就是 dB SPL,除非显式说明。
动态范围(Dynamic range)
系统能处理的最响信号与最弱信号之比。健康人耳的动态范围约 120 dB(从 0 dB SPL 听觉阈值到约 120 dB SPL 痛感阈值)。声级计通常覆盖 25 – 130 dB SPL。
E
等响曲线(Equal-loudness contour)
在频率‑SPL 图上,将被感知为等响的频率‑SPL 组合连成的曲线。ISO 226:2003 标准化,最早由 Fletcher 和 Munson 1933 测定。这些曲线解释了 A 加权为什么是这个形状,以及为什么 A 在中等响度下最准。
交换率(Exchange rate)
安全暴露时长减半所需的分贝增量。NIOSH 和多数国际标准用 3 dB(声能等效:每多 3 dB,声能翻倍)。OSHA 出于历史原因用 5 dB。交换率是 OSHA PEL 与 NIOSH REL 之间最大的实务差异之一。
F
FFT(快速傅里叶变换)
把时域信号变成频域表示的高效算法。本站 仪器 中的可视化器对每窗口麦克风采样做 FFT,显示各频段的幅度。FFT 频段分辨率 = 采样率 / FFT 大小 — 48 kHz 信号、每窗 2048 采样,每段跨 23.4 Hz。
自由场(Free field)
理想声学环境,无反射面 — 声音从声源向外不受阻传播。消声室是其近似(完美程度有限),开阔户外空间次之。自由场里平方反比律成立:点声源距离翻倍,SPL 下降 6 dB。
频率(Frequency)
周期信号每秒完成的完整振荡数,单位 赫兹(Hz)。健康年轻人可听范围 20 Hz 到 20 kHz。20 Hz 以下叫次声;20 kHz 以上叫超声。
H
毛细胞(Hair cell)
耳蜗里的感觉细胞,把基底膜的机械运动转为神经信号。哺乳动物每耳约 15,000 个:3,500 个内毛细胞(实际转换器)和 12,000 个外毛细胞(机械放大器)。噪音损伤的毛细胞不再生。
听力保护项目(HCP, Hearing Conservation Program)
职业噪音标准下,暴露超过行动级时必须执行的一组活动。包括监测、听力测听、护听器、培训、档案管理。完整拆解在 工作场所标准页。
赫兹(Hz)
频率的 SI 单位:每秒多少周期。1 Hz = 每秒一周;1 kHz = 1,000;20 kHz = 20,000。
听觉过敏(Hyperacusis)
对普通声压级的耐受降低 — 别人听起来舒适的响度,你感到不适。常和耳鸣、噪音损伤相关;有时是潜在神经状况的症状。
I
IEC 61672‑1
声级计性能与校准的国际标准。定义 Class 1(精密,±1 dB)与 Class 2(通用,±2 dB)两个性能类别。职业与环境噪音的合规仪器必须 IEC 61672‑1 认证。
Impulse 加权(I)
时间加权:35 ms 攻击,1500 ms 衰减,设计用来捕捉短暂的响事件。脉冲性声源(枪声、敲击、气球爆裂)用,某些标准在显著脉冲下的职业测量也要求用它。
ISO 1996
环境噪音测量的国际标准。两部分:1996‑1 涵盖术语与量;1996‑2 涵盖现场测量程序。社区噪音地图、交通噪音研究、多数环境影响评估的参考。
L
LAeq
A 加权等效连续声压级 — 在测量周期内输送总声能等同于实际可变信号的稳态 SPL。形式上:LAeq,T = 10 × log10((1/T) × integral(10^(LA(t)/10) dt))。几乎所有现代职业与社区噪音标准里使用的能量等效量。
Lden
欧盟社区噪音地图用的 24 小时加权均值。傍晚噪音 +5 dB 罚,夜间 +10 dB 罚。WHO 2018 道路交通指南值是 53 dB Lden(室外)。
Leq
等效连续声压级 — 与 LAeq 同义,但不指明频率加权。最常以 LAeq(A 加权)或 LCeq(C 加权)出现。
L10、L50、L90
变化噪音的统计描述符。L10 是测量周期内被超过 10 % 时间的等级("典型峰值");L50 是中位数;L90 是被超过 90 % 时间的等级("背景")。社区噪音里,Leq 单独不能呈现事件分布时,这几个有用。
Lmax、Lpeak
单事件最大值。Lmax 是测量期间最高的时间加权等级(用 Fast / Slow / Impulse);Lpeak 是最高的瞬时未加权采样值,捕捉时间加权会平掉的极短峰值。
对数刻度(Logarithmic scale)
相等增量对应相等比例(不是相等差)的刻度。分贝刻度是对数刻度;+10 dB 在刻度任何位置都是声强 10 倍。对数刻度把宽广的范围压缩成可用数字,而且大致匹配人类对许多感官量(响度、亮度、音高)的感知方式。
M
麦克风(全向 vs 指向)
把空气压强转为电信号的换能器。全向麦克风各方向灵敏度相同;指向性麦克风(心形、超心形、枪式)在轴外灵敏度降低。声级计通常用全向,这样读数取决于麦克风位置的实际 SPL,而不取决于麦克风指向哪里。手机麦克风通常是指向性的或带软件波束成形,这是 校准 必须按设备做的原因之一。
N
NIHL(噪声性听力损伤)
由响声暴露引起的永久性感音神经性听力损失,可以是几年间的逐步累积(慢性 NIHL)或单次高强度事件(声学外伤)。仅次于年龄相关退化的第二大感音神经性听力损失原因。几乎完全可预防;目前不可逆。详见 听力健康页。
NIOSH REL(推荐暴露限值)
NIOSH 推荐的职业噪音暴露限值:85 dBA / 8 小时 TWA,3 dB 交换率。比 OSHA PEL 更具保护性。是非美国雇主、以及践行最佳实践听力保护的美国雇主的事实国际标准。
NRR(降噪比)
听力护具上标注的衰减量(分贝),源自 ANSI S3.19 的实验室测量。实战衰减通常低于标称 NRR;OSHA 建议泡棉塞 NRR 打 50 % 折,耳罩 NRR 打 25 % 折,作为实际暴露计算依据。现代佩戴检测系统能在用户实际耳朵里测衰减。
O
OSHA PEL(允许暴露限值)
OSHA 监管的职业噪音暴露限值:90 dBA / 8 小时 TWA,5 dB 交换率。条文见 29 CFR 1910.95;1983 年至今未变。85 dBA 行动级起强制启动听力保护项目。详见 工作场所标准。
P
帕斯卡(Pa)
压力的 SI 单位:每平方米一牛顿。大气压约 101,325 Pa。听觉阈值约 20 µPa(0.00002 Pa)。痛感阈值约 20 Pa。
Phon
响度级的单位,定义为被感知与某 1 kHz 纯音同响时该 1 kHz 纯音的 SPL。任何频率 60 phon 的纯音听起来与 1 kHz 60 dB SPL 纯音同响。与 sone 不同,sone 是按线性刻度衡量感知响度的单位。
R
混响时间(RT60)
声源停止后,房间里声音衰减 60 dB 所需的时间。标准化为 RT60。混响时间越短,语音清晰度越好;ANSI S12.60 建议教室 RT60 0.6 秒。客厅典型 0.3 – 0.6 秒;大教堂可超过 5 秒。
S
Sone
感知响度的线性单位。1 sone = 40 phon(1 kHz 40 dB SPL 纯音);2 sone = 50 phon(听感翻倍);4 sone = 60 phon。设备响度规格(暖通、厨房电器)里用,因为对感知线性的度量比对数 dB 更直观。
声压级(SPL, Sound Pressure Level)
声压测量的分贝值,以 20 µPa 为参考。永远以 dB 表达;通常进一步标注加权(dBA / dBC / dBZ)和时间加权(Fast / Slow / Impulse)。
STS(标准听阈位移,Standard Threshold Shift)
相对基线听力图,在 2、3、4 kHz 上平均位移 10 dB 或以上的阈值变化。STS 是 OSHA 听力保护项目下需要随访的触发条件:重新调整护听器、复测、考虑把工人调离高噪声区。
T
听觉阈值(Threshold of hearing)
健康年轻人在某频率下能侦测的最低声压级。约定上定义为 1 kHz 处 0 dB SPL(对应 20 µPa 压力)。在极低和极高频率上更高(更不敏感)— 见等响曲线。
时间加权(Fast / Slow / Impulse)
对压力平方信号施加的指数平均,在 SPL 显示前完成。Fast 用 125 ms 时间常数 — 多数测量的默认。Slow 用 1 s — 稳态环境用。Impulse 用 35 ms 攻击和 1500 ms 衰减 — 瞬态事件用。
耳鸣(Tinnitus)
在没有外部声源的情况下感知到声音(嗡鸣、嘶鸣、铃声)。常出现在声学暴露之后;慢性耳鸣多数情况下伴随可测量的听力损失。CDC 估计美国 5000 万人有耳鸣。
TWA(时间加权平均)
工人在班次中可变噪音暴露的 8 小时能量等效。在 OSHA 5 dB 交换率下:TWA = 16.61 × log10(D/100) + 90;在 NIOSH 3 dB 交换率下:TWA = 10 × log10(D/100) + 85。每个职业噪音标准里的合规相关量。
Z
Z 加权(零 / 平)
10 Hz 到 20 kHz 平响应。取代了较早的"线性"或"未加权"叫法,后者各厂家定义不一致。研究、仪器核验,以及任何加权会引入不必要失真的测量场景下使用。在 IEC 61672‑1 中定义。
如果你要查的术语没在这里,通常要么在 科学页(技术概念)里,要么在 听力健康页(医学和生理概念)里。对照表 把这里很多术语和真实世界的声音等级连起来。