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基于声学测量系统的次声和噪声的研究

作　者: 门春莲
导　师: 高文华
学　校: 太原科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 声学传感器监测系统次声监测网信号分析噪声地图生成
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在自然界和人类的生活中，存在各种声音，根据声波的不同频率，把声音分为次声、可听声和超声三部分，次声频率低于20Hz，可听声范围在20Hz到20000Hz，超声的频率大于20000Hz。本文主要对次声和可听声中的噪声部分做了些研究，通过组建测量声波的传感器监测系统，完成对所需信号的采集。传感器监测系统主要由声学传感器、数字化网络传输仪和网络服务器组成。本文采用的声学传感器监测系统，可以通过更换声学传感器完成对不同频率声音信号的采集。利用有线或者无线网络将采集的数据上传至网络服务器中，为研究人员进行信号分析与处理提供声学数据。次声具有频率低、波长长、传播距离远、能量衰减小等特点，为了探寻次声波与某些自然事件的关联性，探测其发生机理及传播规律，基于广域传感器网络的次声监测系统越来越成为人们研究的热点。本文通过组建广域次声监测网，完成对次声波的采集，并对次声波进行了分析和处理，进一步探究次声波的传播规律。通过对北京地区五个次声监测站监测到的一次北京地区地震前四天产生的5路异常次声波信号，进行了时域分析、时频分析和相关性分析。为地震前兆预测和预防提供了理论依据和实践支持，有利于对地震发生规律的进一步认识。噪声作为人类可听范围的一种声波，对人类的正常工作和生活影响越来越严重，尤其是城市环境噪声。本文针对城市环境噪声，采用噪声监测系统，分别对北京海淀区声学所附近早晚高峰期和夜间的环境噪声进行了监测，运用Matlab软件平台对噪声信号进行处理，绘制出了三幅噪声地图，得到早晚高峰期的噪声比夜间的噪声大很多，并且靠近北四环路的噪声比声学所内部噪声大很多，为后期降低噪声提供了数据支持。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-18
  1.1 引言  8-9
    1.1.1 次声波  8-9
    1.1.2 噪声  9
  1.2 研究目的及意义  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-16
    1.3.1 次声波的国内外研究现状  10-14
    1.3.2 噪声地图的国内外研究现状  14-16
  1.4 本文内容及章节安排  16-18
第二章声学测量系统  18-38
  2.1 声学传感器的网络系统组建  18
  2.2 声学传感器  18-27
    2.2.1 次声传感器  20-24
    2.2.2 驻极体传声器与微型前置放大器  24-27
  2.3 数字化网络传输仪  27-36
    2.3.1 硬件组成  27-30
    2.3.2 软件设计  30-32
    2.3.3 数字化网络传输仪的采集传输  32-33
    2.3.4 数字化网络传输仪上网模式的比较  33-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章次声传感器网络系统次声信号分析  38-50
  3.1 引言  38
  3.2 大气中次声波  38-42
    3.2.1 大气中次声波传输特性  38
    3.2.2 影响次声波传播的因素  38-42
  3.3 次声测量系统的网络建设  42-44
  3.4 次声信号的分析  44-49
    3.4.1 广域次声监测网络布设  45-46
    3.4.2 低频次声波时域分析  46-47
    3.4.3 低频次声波时频分析  47-48
    3.4.4 低频次声波相关性分析  48-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章传感器网络系统的噪声地图生成  50-58
  4.1 引言  50
  4.2 噪声的标度  50-51
  4.3 噪声监测系统布设  51-53
    4.3.1 噪声测量系统  51
    4.3.2 噪声测量网络系统组建  51-53
  4.4 噪声地图的生成  53-56
    4.4.1 噪声数据采集过程  53
    4.4.2 噪声数据处理  53-56
  4.5 本章小结  56-58
第五章总结与展望  58-60
  5.1 总结  58
  5.2 展望  58-60
参考文献  60-62
致谢  62-64
攻读学位期间发表的学术论文  64-65

基于声学测量系统的次声和噪声的研究

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