测量目的
在进行测量前,必须明确其目的，这将决定测量方案、标准和设备的选择，主要目的包括：
- 法规符合性验证: 验证船舶在建造或重大改装后，其舱室噪声和甲板区域噪声是否满足《国际海事组织IMO A.468( XII)决议》、《国际防止船舶造成污染公约》附则VI 以及船旗国主管机关和船级社（如CCS, ABS, DNV等）的规范要求，这是最常见的目的。
- 船上人员健康与安全评估: 评估工作区域和居住区域的噪声水平，保护船员和乘客的听力健康，避免长期暴露在高噪声环境下。
- 环境噪声影响评估: 测量船舶辐射到外部环境（特别是水下）的噪声水平，用于评估对海洋生物（如鲸、豚等）的影响，满足日益严格的环保要求。
- 设备故障诊断: 通过异常的噪声模式，识别和诊断船舶主机、辅机、推进系统等设备是否存在故障。
- 设计优化与研发: 在新船设计阶段或研发低噪声设备时，进行噪声测量以评估降噪措施的效果。
主要测量标准
噪声测量必须严格依据相关标准进行,核心标准包括：
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IMO标准:
- 《船上噪声等级规则》(Code on Noise Levels Onboard Ships) - IMO A.468(XII)决议：这是船舶舱室噪声测量的最核心、最权威的国际标准，它规定了测量仪器、测点位置、测量条件和限值。
- 《商船水下辐射噪声的自愿测量指南》(Guidelines for the Voluntary Measurement of Underwater Radiated Noise from Commercial Ships) - IMO MSC.1/Circ.1335：这是目前国际上广泛接受的水下噪声测量指南，虽然仍是“自愿”性质，但已成为行业标杆。
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区域性/国家标准:
- ISO 2923:2010：船舶舱室噪声的测量标准，与IMO A.468(XII)内容基本一致。
- ISO 15371:2002：船体水下辐射噪声的测量标准。
- GB/T 4595-2000：中国船舶舱室噪声测量标准，等效采用ISO 2923。
- 美国环保署、美国海岸警卫队 等也有自己的相关指南和要求。
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船级社规范:
各大船级社（如中国船级社CCS的《船舶噪声检验指南》）会发布自己的规范，通常是基于IMO标准，并可能增加额外的要求。
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测量分类与方法
船舶噪声测量主要分为两大类：舱室噪声测量和水下辐射噪声测量。
(一) 舱室噪声测量 (In-Cabin Noise Measurement)
这是最常规的测量,主要针对船员和乘客的居住、工作和休息区域。
测量仪器:
- 精密声级计: 必须是符合IEC 61672 Class 1标准（或至少Class 2）的声级计，Class 1精度更高，适用于法规符合性测试。
- 校准器: 在每次测量前后，必须使用活塞发声器等标准声源对声级计进行校准，确保测量精度，校准误差应小于±0.5 dB。
- tripod (三脚架): 用于固定声级计，确保传声器位置稳定，避免人体反射影响。
- 风罩: 在甲板等有风的环境下使用，以减少风噪声对测量的干扰。
测量条件:
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- 船舶状态:
- 航行状态: 主机在额定功率下稳定运行，船舶处于正常航行工况。
- 停泊状态: 辅机在正常负载下运行，主机停机。
- 某些特定测试可能要求“惰转”状态（主机空转）。
- 环境条件:
- 海况: 通常要求海浪不大于3级（蒲氏风级），以确保船舶摇摆不影响测量。
- 风速: 甲板测量时，风速应小于5 m/s，否则必须使用风罩。
- 背景噪声: 背景噪声（环境噪声）应至少比被测噪声低10 dB，如果差值在3-10 dB之间，需对测量结果进行修正。
- 船舶设备状态: 除主机、辅机等主要噪声源外，其他能产生显著噪声的设备（如空调、泵、通风扇）应处于正常工作状态，门窗应关闭，除非标准另有规定。
测量点布置: 测点位置严格按照IMO A.468(XII)决议或等效标准执行，通常包括：
- 驾驶桥: 前部、后部、侧翼。
- 工作场所: 机舱、集控室、舵机舱、厨房、洗衣房等。
- 居住舱室: 船员卧室、餐厅、娱乐室等，每个舱室通常选择一个代表性位置（如床的中心或桌子旁）。
- 走廊和梯口。
传声器（声级计的麦克风）位置高度有明确规定，
- 在工作场所,高度为1.5米。
- 在居住舱室,高度为1.2米。
- 在机舱,高度为离地板1.5米或离天花板1米（取较低者）。
测量方法:
- 将声级计设置在A计权和慢档。
- 将传声器对准噪声源方向（如果方向性明显），或按标准规定方向放置。
- 待声级计读数稳定后,读取并记录至少30秒内的等效连续A声级 (Leq) 或A声级 (dBA) 的平均值。
- 每个测点应进行至少两次测量,取平均值作为最终结果。
评估: 将测量结果与标准中规定的噪声限值进行比较，限值根据舱室的类型（如卧室、机舱、办公室）和船舶的尺寸（总吨位）而不同，卧室的限值通常要求低于60 dBA，而机舱的限值则允许高达110 dBA。
(二) 水下辐射噪声测量 (Underwater Radiated Noise Measurement - URN)
此项测量日益重要,主要用于环境保护。
测量仪器:
- 水听器: 水下声音传感器，通常为标准水听器，其灵敏度和频率范围需符合ISO 15371或IMO指南要求。
- 前置放大器: 由于水听器信号微弱，需要低噪声的前置放大器进行放大。
- 测量放大器/信号分析仪: 用于对信号进行调理、采集和分析。
- 数据记录仪: 用于长时间、高精度地记录水听器信号。
- GPS接收机: 用于精确记录船舶位置和航速。
- 校准设备: 水下声学发射器（如耦合腔或自由场发射器）用于对整个测量系统进行灵敏度校准。
测量方法: 主要有两种方法：
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远场测量 (Far-field Measurement)
- 原理: 在距离船舶足够远（通常为数倍船长，如1-3海里）的深海区域，使用锚定或漂浮的水听器阵列进行测量，此时声波可以近似为平面波，测量值是船舶的远场噪声级。
- 优点: 结果能直接反映船舶对海洋环境的辐射噪声水平。
- 缺点: 组织复杂，成本高，受海流、天气影响大，需要多艘船只配合。
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近场测量 (Near-field / Proximity Measurement)
- 原理: 将水听器安装在水下拖曳体上，由另一艘测量船拖着，在被测船附近（通常为100-300米）进行同步测量，然后通过复杂的声学模型（如声强法或近场-远场变换算法）推算出船舶在参考距离（如离船体1米或30米）处的等效远场噪声级。
- 优点: 组织相对简单，受天气影响较小，是当前行业主流方法。
- 缺点: 技术复杂，对测量设备和数据处理要求高，结果依赖于模型的准确性。
测量工况:
- 航速: 通常在多个固定航速下进行测量，如 Ahead 15, 10, 7.5, 5, Dead slow, Stop (如果适用)。
- 主机负荷: 记录主机转速、功率等参数。
- 水深和水文条件: 必须记录测量点的水深、海底地貌、水温、盐度等，这些因素对声波传播有显著影响。
数据处理与评估:
- 对原始信号进行滤波（通常为1/3倍频程或1/1倍频程）、谱分析。
- 根据ISO 15371或IMO指南，计算指定频带（如63 Hz到4000 Hz）的声压级，并参考距离（如30米）进行传播损失修正。
- 最终结果通常以频谱图和总声压级的形式呈现，并与行业标准或研究机构的基准值进行比较。
测量报告
测量完成后,必须出具一份详细的测量报告，内容应至少包括：
- 船舶信息: 船名、IMO编号、船型、总吨位、建造厂、建造年份等。
- 测量依据: 列出所遵循的所有标准、法规和船级社规范。
- 测量仪器: 仪器型号、序列号、校准证书（包括测量前后的校准数据）。
- 测量条件: 详细记录测量时的日期、时间、地点、海况、风速、船舶状态（航速、主机负荷等）。
- 测点布置图: 附上船舶总布置图，并清晰标明所有噪声测点的位置。
- 测量数据: 以表格和图表形式列出所有测点的噪声测量值。
- 结果分析与结论:
- 对于舱室噪声: 明确说明各测点的测量值是否满足标准限值要求，给出“符合”或“不符合”的结论。
- 对于水下噪声: 分析噪声频谱特征，与限值或基准值进行比较，并评估其环境影响。
- 附件: 包括原始数据记录、校准证书复印件、照片等。
关键注意事项
- 安全第一: 始终将人身安全放在首位，特别是在机舱、甲板等危险区域进行测量时，必须穿戴好个人防护装备。
- 专业团队: 噪声测量应由具备资质的专业人员或第三方检测机构执行。
- 设备校准: 测量前后校准是保证数据准确性的生命线，绝不能省略。
- 环境控制: 尽量控制背景噪声和风等环境因素对测量的干扰。
- 详细记录: 完整、准确地记录所有与测量相关的条件信息，这是结果可信度和可追溯性的基础。
船舶噪声测量是一项系统性、规范性的工作，必须严格按照相关标准执行，才能获得准确、可靠、具有法律效力的数据。
