stringtranslate.com

Измеритель уровня звука

Интегрально-усредняющий измеритель уровня звука Optimus компании Cirrus Research, соответствующий стандарту IEC 61672-1:2002

Шумомер (также называемый измерителем уровня звукового давления ( SPL ) ) используется для акустических измерений. Обычно это ручной прибор с микрофоном . Лучшим типом микрофона для измерителей уровня звука является конденсаторный микрофон, который сочетает в себе точность со стабильностью и надежностью. [ 1] Диафрагма микрофона реагирует на изменения давления воздуха, вызванные звуковыми волнами. Вот почему прибор иногда называют измерителем уровня звукового давления (SPL). Это движение диафрагмы, то есть звуковое давление ( единица паскаль, Па ), преобразуется в электрический сигнал (единица вольт, В ). При описании звука в терминах звукового давления обычно применяется логарифмическое преобразование, и вместо этого уровень звукового давления указывается в децибелах (дБ), при этом 0 дБ SPL равен 20 микропаскалям .

Микрофон отличается значением напряжения, которое создается при применении известного постоянного среднеквадратичного звукового давления. Это известно как чувствительность микрофона. Прибору необходимо знать чувствительность конкретного используемого микрофона. Используя эту информацию, прибор может точно преобразовать электрический сигнал обратно в звуковое давление и отобразить полученный уровень звукового давления (единица измерения децибел, дБ ).

Шумомеры обычно используются в исследованиях шумового загрязнения для количественной оценки различных видов шума, особенно промышленного, экологического, горнодобывающего и авиационного шума . [2] [3] Текущий международный стандарт, который определяет функциональность и характеристики шумомеров, — это IEC 61672-1:2013. Однако показания шумомера плохо коррелируют с воспринимаемой человеком громкостью, которую лучше измеряет громкомер. Удельная громкость — это компрессионная нелинейность, которая изменяется на определенных уровнях и на определенных частотах. Эти показатели также можно рассчитать несколькими способами. [4] [ нужен пример ]

Первый в мире ручной и транзисторный измеритель уровня звука был выпущен в 1960 году и разработан датской компанией Brüel & Kjær . [5] В 1969 году группа исследователей из Калифорнийского университета основала Pulsar Instruments Inc., которая стала первой компанией, отображающей время воздействия звука на шкале измерителя уровня звука, а также уровень звука. Это было сделано в соответствии с Законом Уолша-Хили 1969 года, который требовал, чтобы шум на рабочих местах в США контролировался. [6] В 1980 году британская Cirrus Research представила первый в мире ручной измеритель уровня звука, обеспечивающий интегрированные измерения Leq и уровня воздействия звука (SEL). [7]

Классификация

Типы

В стандарте IEC 61672-1 определены «три вида приборов для измерения звука». [8] Это «обычный» шумомер, интегрирующе-усредняющий шумомер и интегрирующий шумомер.

Стандартный измеритель уровня звука [9] можно назвать экспоненциально усредняющим измерителем уровня звука , поскольку сигнал переменного тока от микрофона преобразуется в постоянный с помощью среднеквадратичной (RMS) схемы, и, таким образом, он должен иметь постоянную времени интегрирования; сегодня это называется временным взвешиванием. Три из этих временных взвешиваний были стандартизированы на международном уровне: «S» (1 с) изначально называлось «медленным», «F» (125 мс ) изначально называлось «быстрым» и «I» (35 мс) изначально называлось «импульсным». Их названия были изменены в 1980-х годах, чтобы они были одинаковыми на любом языке. I-временное взвешивание больше не входит в текст стандарта, поскольку оно имеет мало реальной корреляции с импульсным характером шумовых событий.

Выход схемы RMS линеен по напряжению и проходит через логарифмическую схему, чтобы дать линейное показание в децибелах (дБ). Это 20-кратный логарифм по основанию 10 отношения заданного среднеквадратичного звукового давления к опорному звуковому давлению. Среднеквадратичное звуковое давление получается со стандартным частотным взвешиванием и стандартным временным взвешиванием. Опорное давление установлено Международным соглашением как 20 микропаскалей для воздушного звука. Из этого следует, что децибел, в некотором смысле, не является единицей, это просто безразмерное отношение; в данном случае отношение двух давлений.

Экспоненциально усредняющий шумомер, который дает моментальный снимок текущего уровня шума, имеет ограниченное применение для измерения риска повреждения слуха; обычно требуется интегрирующий или интегрирующе-усредняющий измеритель. Интегрирующий измеритель просто интегрирует — или, другими словами, «суммирует» — частотно-взвешенный шум, чтобы получить звуковое воздействие, а используемая метрика — квадрат давления, умноженный на время, часто Па²·с, но также используется Па²·ч. Однако, поскольку единица звука исторически описывалась в децибелах, воздействие чаще всего описывается в терминах уровня звукового воздействия (SEL), логарифмического преобразования звукового воздействия в децибелы.

Персональный дозиметр шума

Распространенным вариантом шумомера является шумовой дозиметр (дозиметр в американском английском). Однако теперь он официально известен как персональный измеритель уровня звука (PSEM) и имеет свой собственный международный стандарт IEC 61252:1993.

Дозиметр шума (американский) или дозиметр шума (британский) — это специализированный измеритель уровня звука, предназначенный специально для измерения воздействия шума на человека, интегрированного за определенный период времени; обычно для соблюдения правил охраны труда и техники безопасности, таких как Стандарт по охране труда и технике безопасности (OSHA) 29 CFR 1910.95 [10] или Директива ЕС 2003–10/EC.

Обычно это прибор, который носят на теле, и поэтому к нему предъявляются более мягкие технические требования, поскольку прибор, который носят на теле, из-за присутствия тела имеет худшие общие акустические характеристики. PSEM выдает показания на основе звукового воздействия, обычно Па²·ч, а старые «классические» дозиметры, дающие метрику «процентной дозы», больше не используются в большинстве стран. Проблема с «%дозой» заключается в том, что она связана с политической ситуацией, и поэтому любое устройство может устареть, если значение «100%» будет изменено местными законами.

Традиционно шумовые дозиметры были относительно большими устройствами с микрофоном, установленным около уха, и имеющим кабель, идущий к корпусу прибора, который сам обычно носился на поясе. У этих устройств было несколько проблем, в основном надежность кабеля и нарушение обычного рабочего режима пользователя, вызванное наличием кабеля. В 1997 году после исследовательского гранта Великобритании был выдан патент ЕС на первое из ряда устройств, которые были настолько малы, что напоминали значок радиации, и кабель не требовался, поскольку весь блок можно было разместить около уха. Британский разработчик и производитель Cirrus Research представил персональный шумовой дозиметр doseBadge, который был первым в мире по-настоящему беспроводным шумовым дозиметром. [7] Сегодня эти устройства измеряют не только простую дозу шума, но некоторые даже имеют четыре отдельных дозиметра, каждый из которых обладает многими функциями полноразмерного измерителя уровня звука, включая в последних моделях полнооктавный анализ полосы.

Классы

Стандарты IEC делят шумомеры на два «класса». Шумомеры двух классов имеют одинаковую функциональность, но разные допуски на погрешность. Приборы класса 1 имеют более широкий частотный диапазон и более жесткий допуск, чем более дешевый прибор класса 2. Это относится как к самому шумомеру, так и к связанному с ним калибратору. Большинство национальных стандартов разрешают использовать «по крайней мере прибор класса 2». Для многих измерений нет необходимости использовать прибор класса 1; их лучше всего использовать для исследований и обеспечения соблюдения закона.

Аналогично, Американский национальный институт стандартов (ANSI) определяет измерители уровня звука как три различных типа 0, 1 и 2. Они описаны следующим образом в Техническом руководстве OSHA по охране труда и технике безопасности TED01-00-015, Глава 5, Шум и сохранение слуха OSHA, Приложение III:A, [11] «Эти стандарты ANSI устанавливают допуски производительности и точности в соответствии с тремя уровнями точности: Типы 0, 1 и 2. Тип 0 используется в лабораториях, Тип 1 используется для точных измерений в полевых условиях, а Тип 2 используется для измерений общего назначения. В целях соответствия показания с помощью измерителя уровня звука и дозиметра ANSI Типа 2 считаются имеющими точность ±2 дБА, в то время как прибор Типа 1 имеет точность ±1 дБА. Измеритель Типа 2 является минимальным требованием OSHA для измерений шума и обычно достаточен для обследований шума общего назначения. Измеритель Типа 1 является предпочтительным для проектирования экономически эффективных средств контроля шума. В случае необычных ситуаций измерения обратитесь к инструкциям производителя и соответствующим стандартам ANSI для получения руководства по интерпретации точности прибора."

Измерения

Метки, используемые для описания значений уровня звука и шума, определены в стандарте IEC 61672-1:2013 [12] Для меток первой буквой всегда является L . Это означает Уровень , как в уровне звукового давления, измеренном через микрофон, или уровне электронного сигнала, измеренном на выходе аудиокомпонента, такого как микшерный пульт. Результаты измерений зависят от применяемого частотного взвешивания (как измеритель уровня звука реагирует на различные звуковые частоты) и временного взвешивания (как измеритель уровня звука реагирует на изменения звукового давления со временем). [1]

Частотное взвешивание

Частотные характеристики звука A, C и Z

Вторая буква указывает на частотное взвешивание. Измерители уровня звука «одобренного образца» обычно предлагают измерения шума с частотным взвешиванием A, C и Z. [13]

Z-взвешивание представляет звуковое давление одинаково на всех частотах. A-взвешивание, взвешивает низкие и высокие частоты гораздо меньше, и имеет небольшое усиление в среднем диапазоне, представляя чувствительность нормального человеческого слуха на низких (тихих) уровнях. C-взвешивание, более чувствительное к низким частотам, представляет то, что люди слышат, когда звук громкий (около 100 дБ SPL).

IEC 61672-1:2013 предписывает включение фильтра взвешивания A во все шумомеры, а также описывает взвешивания частоты C и Z (ноль). Старые взвешивания частоты B и D теперь устарели и больше не описаны в стандарте.

Почти во всех странах использование A-взвешивания является обязательным для защиты работников от потери слуха, вызванной шумом. Кривая A-взвешивания была основана на исторических контурах равной громкости, и хотя A-взвешивание, возможно, больше не является идеальным частотным взвешиванием по чисто научным основаниям, тем не менее, оно является юридически обязательным стандартом для почти всех таких измерений и имеет огромное практическое преимущество, заключающееся в том, что старые данные можно сравнивать с новыми измерениями. Именно по этим причинам A-взвешивание является единственным взвешиванием, предписанным международным стандартом, частотные взвешивания «C» и «Z» являются вариантами.

Первоначально A-взвешивание предназначалось только для тихих звуков в районе уровня звукового давления (SPL) 40 дБ, но теперь оно является обязательным для всех уровней. C-взвешивание, однако, все еще используется при измерении пикового значения шума в некоторых законодательствах, но B-взвешивание — промежуточное между «A» и «C» — практически не имеет практического применения. D-взвешивание было разработано для использования при измерении шума самолетов , когда измерялись необходные реактивные самолеты; после прекращения эксплуатации Concord все они являются военными типами. Для всех измерений шума гражданских самолетов используется A-взвешивание, как предписано стандартами ISO и ICAO.

Взвешивание времени

Графики быстрого, медленного и импульсного временных весов применяются для того, чтобы измеренные уровни звука было легче считывать на шумомере.

Если третья буква F , S или I , это представляет собой временное взвешивание , где F = быстро, S = медленно, I = импульс. [14] Временное взвешивание применяется для того, чтобы измеренные уровни было легче считывать на измерителе уровня звука. Временное взвешивание гасит резкие изменения уровня, тем самым создавая более плавное отображение.

График показывает, как это работает. В этом примере входной сигнал внезапно увеличивается с 50 дБ до 80 дБ, остается там в течение 6 секунд, а затем внезапно падает до исходного уровня.

Медленное измерение (желтая линия) займет приблизительно 5 секунд (время атаки), чтобы достичь 80 дБ, и около 6 секунд (время затухания), чтобы снова упасть до 50 дБ. S подходит при измерении сигнала, который сильно колеблется. [ необходима цитата ]

Быстрое измерение (зеленая линия) реагирует быстрее. Потребуется примерно 0,6 секунды, чтобы достичь 80 дБ, и чуть меньше 1 секунды, чтобы упасть обратно до 50 дБ. F может быть более подходящим, когда сигнал менее импульсивен. [ необходима цитата ]

Решение использовать быстрый или медленный часто принимается на основе того, что предписано в стандарте или законе. Однако, следующее может быть использовано в качестве руководства: Медленная характеристика в основном используется в ситуациях, когда показания с быстрым откликом колеблются слишком сильно (более чем на 4 дБ), чтобы дать достаточно четко определенное значение. Современные цифровые дисплеи в значительной степени преодолевают проблему флуктуации аналоговых счетчиков, указывая максимальное среднеквадратичное значение за предыдущую секунду. [15]

Импульсное измерение (синяя линия) займет около 0,3 секунды, чтобы достичь 80 дБ, и более 9 секунд, чтобы упасть обратно до 50 дБ. Импульсный отклик, I может использоваться в ситуациях, когда необходимо измерить резкие импульсные шумы, такие как фейерверки или выстрелы. [ необходима цитата ]

Л АТилиЛэкв: Эквивалентный уровень непрерывного звука

График измерения уровня звука LAeq, рассчитанный за 5 минут
График непрерывного измерения уровня звука LAeq

eq = эквивалент. Эквивалентные значения усредняются за более длительное время и, таким образом, их легче считывать на дисплее, чем уровень звука с временным взвешиванием F, S или I.

Если посмотреть на эти графики уровня звука с течением времени, то площадь под синей кривой представляет энергию. Горизонтальная красная линия, проведенная для представления той же площади под синей кривой, дает нам LAeq. Это эквивалентное значение или среднее значение энергии по всему графику.

LAeq не всегда представляет собой прямую линию. Если LAeq наносится как эквивалент от начала графика до каждой из точек измерения, то график отображается на втором графике.

Уровень звукового воздействия — в децибелах — нечасто используется при измерении промышленного шума. Вместо этого используется усредненное по времени значение. Это усредненный по времени уровень звука или, как его обычно называют, «эквивалентный непрерывный уровень звука», имеющий формальное обозначение L AT, как описано в параграфе 3,9 «Определения» IEC 61672-1, где дано много правильных формальных обозначений и их общепринятых сокращений. Они в основном следуют формальным акустическим определениям ISO. Однако, в основном по историческим причинам, L AT обычно называют L eq . [16]

Формально L AT — это 10-кратный логарифм по основанию 10 отношения среднеквадратичного звукового давления, взвешенного по шкале А, в течение указанного временного интервала к опорному звуковому давлению, и постоянная времени не задействована. Для измерения L AT необходим интегрирующий-усредняющий измеритель; по идее, он берет звуковую экспозицию, делит ее на время, а затем логарифмирует результат.

КороткийЛэкв

Важным вариантом общей L AT является «короткий L eq », где очень короткие значения L eq берутся последовательно, скажем, с интервалом в 1/8 секунды, каждое из которых сохраняется в цифровой памяти. Эти элементы данных могут быть либо переданы в другой блок, либо восстановлены из памяти и преобразованы в практически любую традиционную метрику спустя долгое время после того, как данные были получены. Это можно сделать с помощью специальных программ или стандартных электронных таблиц. Короткий L eq имеет то преимущество, что по мере изменения правил старые данные могут быть повторно обработаны для проверки соответствия новым правилам. Он также позволяет преобразовывать данные из одной метрики в другую в некоторых случаях. Сегодня почти все стационарные системы мониторинга шума в аэропортах, которые по своей концепции являются просто сложными измерителями уровня звука, используют короткий L eq в качестве своей метрики, поскольку постоянный поток цифровых односекундных значений L eq может передаваться по телефонным линиям или через Интернет на центральный дисплей и блок обработки. Короткий L eq является особенностью большинства коммерческих интегрирующих измерителей уровня звука, хотя некоторые производители дают ему много разных названий.

Short L eq — очень ценный метод хранения акустических данных; изначально это была концепция французской правительственной Laboratoire National d'Essais (ссылка 1), а теперь это самый распространенный метод хранения и отображения истинной временной истории шума в профессиональных коммерческих шумомерах. Альтернативный метод, который заключается в создании временной истории путем хранения и отображения выборок экспоненциального уровня звука, отображает слишком много артефактов шумомера, чтобы быть столь же ценным, и такие выборочные данные не могут быть легко объединены для формирования общего набора данных.

До 2003 года существовали отдельные стандарты для экспоненциальных и линейных интегрирующих шумомеров (IEC 60651 и IEC 60804 — оба сейчас отменены), но с тех пор объединенный стандарт IEC 61672 описал оба типа измерителей. Чтобы короткий L eq был ценным, производитель должен гарантировать, что каждый отдельный элемент L eq полностью соответствует IEC 61672.

График измерения уровня звука LAFmax, рассчитываемый каждую минуту

ЛмаксиЛмин

Если на этикетке присутствуют слова «макс» или «мин» , это просто означает максимальное или минимальное значение, измеренное за определенный период времени.

ЛКпк: пиковый уровень звукового давления

Большинство национальных нормативных актов также требуют измерения абсолютного пикового значения для защиты органов слуха работников от внезапных больших пиков давления с использованием частотного взвешивания «C» или «Z». [ требуется цитата ] «Пиковый уровень звукового давления» не следует путать с «МАКСИМАЛЬНЫМ уровнем звукового давления». «Максимальный уровень звукового давления» — это просто наивысшее среднеквадратичное показание, которое дает обычный шумомер за указанный период для заданного временного взвешивания (S, F или I), и может быть на много децибел меньше пикового значения. [ требуется цитата ] В Европейском союзе максимально допустимое значение пикового уровня звука составляет 140 дБ(C) [ требуется цитата ] и это соответствует давлению 200 Па. Символ для максимального уровня звука, взвешенного по частоте A и времени S , — LAS max . Для пика, взвешенного по частоте C , это LC pk или L C,peak .

Стандартизация

Измерители уровня звука

Октавные фильтры

Персональные дозиметры шума

Измерительные микрофоны

Акустика помещения

Безопасность оборудования

IEC61010-1 Ред. 2.0 (2001–02)

Международные стандарты

Следующие международные стандарты определяют шумомеры, PSEM и сопутствующие устройства. Большинство национальных стандартов стран следуют им очень близко, за исключением США. Во многих случаях эквивалентный европейский стандарт, согласованный ЕС, обозначается, например, EN 61672, а национальный стандарт Великобритании тогда становится BS. EN 61672.

Эти международные стандарты были подготовлены техническим комитетом 29 МЭК: Электроакустика в сотрудничестве с Международной организацией законодательной метрологии (OIML).

До 2003 года существовали отдельные стандарты для экспоненциальных и линейных интегрирующих шумомеров, но с тех пор IEC 61672 описывает оба типа. Классический экспоненциальный измеритель был первоначально описан в IEC 123 для «промышленных» счетчиков, а затем в IEC 179 для «точных» счетчиков. Оба они были заменены IEC 651, позже переименованным в IEC 60651, в то время как линейные интегрирующие счетчики изначально были описаны IEC 804, позже переименованным в IEC 60804. Как IEC 60651, так и 60804 включали четыре класса точности, называемых «типами». В IEC 61672 они были сокращены всего до двух классов точности 1 и 2. Новым в стандарте IEC 61672 является минимальное требование к линейному диапазону 60 дБ и Z -частотное взвешивание с общим ужесточением предельных допусков, а также включение максимально допустимых погрешностей измерений для каждого описанного периодического испытания. Периодическая часть испытаний стандарта (IEC61672.3) также требует, чтобы производители предоставляли испытательной лаборатории поправочные коэффициенты, чтобы позволить лабораторным электрическим и акустическим испытаниям лучше имитировать отклики свободного поля (акустики) . Каждая используемая поправка должна быть снабжена неопределенностями, [17] которые необходимо учитывать в окончательном бюджете неопределенности измерений испытательной лаборатории . Это делает маловероятным, что измеритель уровня звука, разработанный в соответствии со старыми стандартами 60651 и 60804, будет соответствовать требованиям IEC 61672: 2013. Эти «отозванные» стандарты больше не должны использоваться, особенно для любых официальных требований к закупкам, поскольку они имеют значительно более низкие требования к точности, чем IEC 61672.

Военные стандарты

Бойцы в каждом подразделении вооруженных сил США подвержены риску слуховых нарушений от постоянных или импульсных шумов . Хотя применение двойной защиты органов слуха помогает предотвратить слуховые повреждения, она может поставить под угрозу эффективность, изолируя пользователя от его или ее окружения. При использовании защиты органов слуха солдат с меньшей вероятностью будет осознавать свои движения, предупреждая противника о своем присутствии. Устройства защиты органов слуха (HPD) также могут потребовать более высоких уровней громкости для общения, что сводит на нет их цель. [18]

Организации

Утверждение типа и периодические испытания

Проблема выбора шумомера заключается в следующем: «Как узнать, соответствует ли он заявленному стандарту?» Это сложный вопрос, и IEC 61672 часть 2 [24] пытается ответить на него с помощью концепции «утверждения типа». Производитель должен поставлять приборы в национальную лабораторию, которая тестирует один из них, и если он соответствует заявленным требованиям, выдает официальный сертификат об утверждении типа. [25] В Европе наиболее распространенным утверждением часто считается утверждение от PTB в Германии ( Physikalisch-Technische Bundesanstalt ). Если производитель не может показать хотя бы одну модель в своем ассортименте, которая имеет такое утверждение, разумно быть осторожным, но стоимость этого утверждения не позволяет любому производителю одобрить весь свой ассортимент. Недорогие шумомеры (менее 200 долларов) вряд ли будут иметь утверждение типа и могут давать неверные результаты измерений.

Даже самый точный одобренный измеритель уровня звука должен регулярно проверяться на чувствительность — то, что большинство людей вольно называют «калибровкой». Процедуры периодических испытаний определены в IEC61672.3-2013. Для обеспечения точности периодических испытаний процедуры должны проводиться учреждением, которое может выдавать результаты, прослеживаемые до Международного сотрудничества по аккредитации лабораторий или других местных подписантов Международного сотрудничества по аккредитации лабораторий .

Для простой проверки одного уровня и частоты можно использовать блоки, состоящие из управляемого компьютером генератора с дополнительными датчиками для коррекции влажности, температуры, напряжения батареи и статического давления. Выход генератора подается на преобразователь в полудюймовой полости, в которую вставлен микрофон измерителя уровня звука. Уровень генерируемого звука составляет 94 дБ, что соответствует среднеквадратичному звуковому давлению 1 паскаль и находится на частоте 1 кГц, где все частотные взвешивания имеют одинаковую чувствительность.

Для полной проверки шумомера следует проводить периодические испытания, описанные в IEC61672.3-2013. Эти испытания возбуждают шумомер по всему частотному и динамическому диапазону, гарантируя соответствие ожидаемым проектным целям, определенным в IEC61672.1-2013.

ANSI/IEC: Атлантический водораздел

Измерители уровня звука также делятся на два типа в «Атлантическом водоразделе». Измерители уровня звука, соответствующие спецификациям Американского национального института стандартов (ANSI) [26], обычно не могут одновременно соответствовать соответствующим спецификациям Международной электротехнической комиссии (IEC) [27] , поскольку стандарт ANSI описывает приборы, которые калибруются по случайной падающей волне, т. е. диффузному звуковому полю, в то время как международные измерители калибруются по волне свободного поля, т. е. звуку, идущему с одного направления. Кроме того, дозиметры США имеют обменный курс уровня по времени, где каждое увеличение уровня на 5 дБ уменьшает разрешенное время воздействия вдвое; тогда как в остальном мире увеличение уровня на 3 дБ уменьшает разрешенное время воздействия вдвое. Метод удвоения на 3 дБ называется правилом «равной энергии», и нет возможности преобразовать данные, полученные по одному правилу, для использования по другому. Несмотря на эти различия, многие развивающиеся страны ссылаются как на американские, так и на международные спецификации в одном приборе в своих национальных правилах. По этой причине многие коммерческие PSEM имеют два канала с удвоением 3 и 5 дБ, а некоторые даже имеют удвоение 4 дБ для ВВС США.

Другие приложения

Акустика здания, звукоизоляция и время реверберации

Некоторые усовершенствованные шумомеры также могут включать возможности измерения времени реверберации (RT60) (мера времени, необходимого для того, чтобы звук «затух» в замкнутом пространстве после того, как источник звука прекратился). Измерения могут проводиться с использованием методов интегрированного импульсного отклика или прерывистого шума. Такие шумомеры должны соответствовать последним стандартам измерений ISO 3382-2 и ASTM E2235-04.

Для измерения акустики в зданиях требуется генератор сигналов, который обеспечивает розовый или белый шум через усилитель и всенаправленные динамики. Фактически, всенаправленный динамик или источник звука должен обеспечивать равномерную дисперсию звука по всему помещению. Для достижения точных измерений звук должен излучаться равномерно. Этого можно добиться с помощью сферического распределения, выстраивая 12 динамиков в так называемую додекаэдрическую конфигурацию, как показано на примере источника звука OmniPower компании Brüel & Kjær типа 4292. Все динамики должны быть подключены в последовательно-параллельную сеть для достижения синфазной работы и согласования импеданса с усилителем.

Измерения времени реверберации часто используются для расчета звукоизоляции стен/перегородок или для количественной оценки и проверки акустики здания. [28]

Станции мониторинга шума

Станция мониторинга шума в национальном парке Мьюир Вудс в Калифорнии [29]

Некоторые приложения требуют возможности непрерывного мониторинга шума на постоянной или полупостоянной основе. Некоторые производители предлагают постоянные и полупостоянные станции мониторинга шума для этой цели. [30] [31] Такие станции мониторинга обычно основаны на измерителе уровня звука в основе и некоторых дополнительных возможностях, таких как удаленная связь, GPS и метеостанции. Они часто также могут работать от солнечной энергии. Приложения для таких станций мониторинга включают шум аэропортов, строительный шум, шум шахт, транспортный шум, железнодорожный шум, общественный шум, шум ветряных электростанций, промышленный шум и т. д.

Современные станции мониторинга также могут предлагать возможности удаленной связи с использованием сотовых модемов, сетей WiFi или прямых проводов LAN. Такие устройства позволяют получать оповещения и уведомления в режиме реального времени по электронной почте и текстовым сообщениям при превышении определенного уровня дБ. Системы также могут удаленно отправлять отчеты по электронной почте ежедневно, еженедельно или ежемесячно. Часто также желательна публикация данных в режиме реального времени, что может быть достигнуто путем отправки данных на веб-сайт. [32] [33]

Приложения для смартфонов

Изображение человека, держащего смартфон, на котором отображается приложение NIOSH для измерения уровня шума.
[34] Приложение NIOSH для измерения уровня звука (приложение)

Повсеместность смартфонов , их постоянное сетевое подключение, встроенная функциональность географической информационной системы и функции взаимодействия с пользователем представляют собой прекрасную возможность для революционного изменения нашего взгляда на шум, его измерение и его влияние на слух и общее состояние здоровья. Возможность получать и отображать данные о воздействии шума в реальном времени повышает осведомленность людей об их рабочей (и нерабочей) среде и позволяет им принимать обоснованные решения относительно опасностей для слуха и общего благополучия. Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH ) провел пилотное исследование для выбора и характеристики функциональности и точности приложений для измерения звука на смартфонах (приложений) в качестве начального шага в более широких усилиях по определению того, можно ли полагаться на эти приложения для проведения исследований по мониторингу шума на рабочем месте. [35]

Исследователи сообщили, что остаются проблемы с использованием смартфонов для сбора и документирования данных о воздействии шума из-за столкновения с конфиденциальностью и сбором персональных данных, мотивации к участию в таких исследованиях, поврежденных или неверных данных и возможности хранить собранные данные. Исследователи пришли к выводу, что звуковые приложения для смартфонов могут служить для расширения прав и возможностей работников и помогать им принимать обоснованные решения относительно их рабочей среды. [36] Хотя большинство приложений для измерения звука на смартфонах недостаточно точны, чтобы их можно было использовать для требуемых по закону измерений, приложение NIOSH Sound Level Meter соответствует требованиям стандартов IEC 61672/ANSI S1.4 Sound Level Meter (Электроакустика - Шумомеры - Часть 3: Периодические испытания). [37] Калиброванные микрофоны значительно повышают точность и достоверность измерений шума на основе смартфона. Для калибровки приложений для измерения уровня звука необходимо использовать акустический калибратор, а не полагаться на предопределенные профили. Это исследование показало, что разрыв между профессиональными приборами и приложениями для смартфонов сокращается. [38]

Healthy Hearing [39], организация, занимающаяся вопросами здоровья органов слуха, сообщила о лучших приложениях для измерения уровня звука на смартфонах: [40] NIOSH Sound Level Meter, [41] Decibel X, [42] и Too Noisy Pro. [43]

Смотрите также

Общий:

Ссылки

  1. ^ ab "Что такое шумомер?". Brüel & Kjær . Получено 24 февраля 2021 г.
  2. ^ «Шум окружающей среды / Оценка шума» . Брюль и Кьер . Проверено 24 февраля 2021 г.
  3. ^ Канджи А, Хоза-Шангасе К, Нтлхакана Л (июнь 2019 г.). «Потеря слуха из-за шума: что знают южноафриканские шахтеры». Международный журнал по охране труда и эргономике . 25 (2): 305–310. doi :10.1080/10803548.2017.1412122. PMID  29214904. S2CID  46754344.
  4. ^ "Расчет резкости 2 громкости" (PDF) . Психоакустический анализ . HEAD acoustics GmbH.
  5. ^ «История - Звук и вибрация». Брюль и Кьер . Проверено 24 февраля 2021 г.
  6. ^ "Наша история". Pulsar Instruments Plc . 13 ноября 2021 г. Получено 7 марта 2022 г.
  7. ^ ab "О нас". Cirrus Research . Получено 24 февраля 2021 г.
  8. ^ "IEC 61672-1:2013 – Интернет-магазин IEC". webstore.iec.ch .
  9. ^ rebecca (5 марта 2019 г.). "Что такое шумомер?". Scarlet Tech . Получено 25 октября 2022 г. .
  10. ^ "OSHA 29 CFR 1910.95 Стандарт воздействия профессионального шума". Управление по охране труда и технике безопасности. 3 марта 2011 г. Получено 10 сентября 2012 г.
  11. ^ "OSHA Noise and Hearing Conservation, Приложение III:A". Управление по охране труда и технике безопасности. 7 марта 1996 г. Получено 9 апреля 2013 г.
  12. ^ Международная электротехническая комиссия, МЭК. "IEC 61672-1:2013 Электроакустика. Шумомеры. Часть 1. Технические характеристики". iec.ch . Получено 16 марта 2018 г.
  13. ^ "Топ-10 постов из нашего блога" (PDF) . cms.esi.info . Cirrus Research PLC . Получено 13 марта 2021 г. .
  14. ^ "быстрое медленное импульсное время взвешивания, что они означают". NTi Audio . Получено 16 марта 2018 г.
  15. ^ Брифинг по измерению шума, Product Technology Partners Ltd., архивировано из оригинала 30 июня 2008 г.
  16. ^ Кьер, Брюль. «Leq - LAE/SEL - Когда что выбирать?». Брюль и Кьер . Проверено 25 апреля 2021 г.
  17. ^ "IEC 62585:2012 – Интернет-магазин IEC". webstore.iec.ch .
  18. ^ ab Amrein BE (2015). Военный стандарт 1474E: Критерии проектирования пределов шума против эксплуатационной эффективности . Труды совещаний по акустике. Акустическое общество Америки. стр. 040005. doi : 10.1121/2.0000207 .
  19. ^ "Критерии проектирования Министерства обороны, пределы шума". Министерство обороны. 12 февраля 1997 г. Получено 18 сентября 2012 г.
  20. ^ "Критерии проектирования Министерства обороны, пределы шума" (PDF) . Министерство обороны. 15 апреля 2015 г. . Получено 3 августа 2018 г. .
  21. ^ abcd De Paolis A, Bikson M, Nelson JT, de Ru JA, Packer M, Cardoso L (июнь 2017 г.). «Аналитическое и численное моделирование слуховой системы: достижения в оценке повреждения слуха». Hearing Research . 349 : 111–128. doi : 10.1016/j.heares.2017.01.015. PMC 7000179. PMID  28161584 . 
  22. ^ ab Nakashima A (ноябрь 2015 г.). Сравнение показателей воздействия импульсного шума (PDF) (Отчет). Defense Research and Development Canada . Получено 3 июля 2018 г.
  23. ^ "Процедура испытательных операций: измерения уровня звука". Министерство обороны США. 1 января 2011 г. Получено 18 сентября 2012 г.
  24. ^ "Электроакустика - Шумомеры - Часть 2: Тесты оценки образца". Международная электротехническая комиссия.
  25. ^ Аудио, NTi . "Образец сертификата утверждения типа" (PDF) . www.nti-audio.com .
  26. ^ "Американский национальный стандарт для шумомеров". Американский национальный институт стандартов. 2006. Получено 29 апреля 2013 .
  27. ^ "IEC 61672-1, Электроакустика – Шумомеры – Часть 1: Технические характеристики". Международная электротехническая комиссия (IEC). Май 2002 г. Получено 29 апреля 2013 г.
  28. ^ «Шум окружающей среды / Оценка шума | Брюль и Кьер» . www.bksv.com . Проверено 19 мая 2021 г.
  29. Barringer F (21 февраля 2011 г.). «Тсссс, и не потому, что фауна спит». The New York Times . Получено 2 августа 2014 г.
  30. ^ Аудио, NTi . "Станция мониторинга шума". www.nti-audio.com .
  31. ^ Ltd, Acoustic Research Labs Pty. "Acoustic Research Labs Pty Ltd". www.acousticresearch.com.au .
  32. ^ Аудио, NTi . «Решение для автоматического мониторинга уровня шума NoiseScout». www.noisescout.com .
  33. ^ "Acoustic Research Labs Pty Ltd". www.acousticresearch.com.au .
  34. ^ "CDC – Профилактика шума и потери слуха – Приложение NIOSH Sound Level Meter – Тема NIOSH Workplace Safety and Health". www.cdc.gov . Получено 30 января 2017 г.
  35. ^ Kardous CA, Shaw PB (апрель 2014 г.). «Оценка приложений для измерения звука смартфона». Журнал Акустического общества Америки . 135 (4): EL186-92. Bibcode : 2014ASAJ..135L.186K. doi : 10.1121/1.4865269. PMC 4659422. PMID  25236152 . 
  36. ^ «Насколько точны эти приложения для измерения звука на смартфоне?». Научный блог NIOSH . Центры по контролю и профилактике заболеваний . Получено 30 января 2017 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  37. ^ Celestina M, Hrovat J, Kardous CA (2018). «Приложения для измерения уровня звука на основе смартфона: оценка соответствия международным стандартам измерения уровня звука». Applied Acoustics . 139 : 119–128. doi : 10.1016/j.apacoust.2018.04.011. ISSN  0003-682X. S2CID  116822722.
  38. ^ Kardous CA, Shaw PB (октябрь 2016 г.). «Оценка приложений для измерения звука смартфонов (приложений) с использованием внешних микрофонов — последующее исследование». Журнал акустического общества Америки . 140 (4): EL327–EL333. Bibcode : 2016ASAJ..140L.327K. doi : 10.1121/1.4964639. PMC 5102154. PMID 27794313  . 
  39. ^ "Справочник слуховых аппаратов и клиник слухопротезирования - Healthy Hearing". Healthy Hearing . Получено 4 декабря 2018 г. .
  40. ^ "Лучшие приложения для измерения уровня шума на смартфоне". Здоровый слух . 26 ноября 2014 г. Получено 4 декабря 2018 г.
  41. ^ "CDC - Предотвращение шума и потери слуха - Приложение NIOSH Sound Level Meter - Тема NIOSH Workplace Safety and Health". www.cdc.gov . 5 октября 2018 г. . Получено 4 декабря 2018 г.
  42. ^ "Decibel X: Pro dBA Noise Meter". skypaw.com . Получено 4 декабря 2018 г. .
  43. ^ «Измеритель уровня шума, созданный для класса. | Слишком шумно». toonoisyapp.com . Получено 4 декабря 2018 г. .

Дальнейшее чтение