Измеритель уровня звука

Шумомер Optimus с интегрированием-усреднением, соответствующий стандарту IEC 61672-1:2002.

Измеритель уровня звука (также называемый измерителем уровня звукового давления ( SPL )) используется для акустических измерений. Обычно это портативный инструмент с микрофоном . Лучшим типом микрофона для шумомеров является конденсаторный микрофон, который сочетает в себе точность, стабильность и надежность. Диафрагма . микрофона реагирует на изменения давления воздуха, вызванные звуковыми волнами Именно поэтому прибор иногда называют измерителем уровня звукового давления (SPL). Это движение диафрагмы, т. е. звуковое давление (единица паскаль, Па ), преобразуется в электрический сигнал (единица вольт, В ). При описании звука через звуковое давление обычно применяется логарифмическое преобразование и вместо этого указывается уровень звукового давления в децибелах (дБ), при этом уровень звукового давления 0 дБ равен 20 микропаскалям .

Микрофон можно отличить по величине напряжения, возникающего при известного, постоянного среднеквадратического приложении звукового давления. Это известно как чувствительность микрофона. Прибору необходимо знать чувствительность конкретного используемого микрофона. Используя эту информацию, прибор способен точно преобразовать электрический сигнал обратно в звуковое давление и отобразить полученный уровень звукового давления (единица децибел, дБ ).

Измерители уровня шума обычно используются в исследованиях шумового загрязнения для количественной оценки различных видов шума, особенно промышленного, экологического, горнодобывающего и авиационного шума . Действующим международным стандартом, определяющим функциональность и характеристики шумомера, является IEC 61672-1:2013. Однако показания измерителя уровня звука плохо коррелируют с воспринимаемой человеком громкостью, которую лучше измерять с помощью измерителя громкости. Удельная громкость представляет собой сжимающую нелинейность и изменяется на определенных уровнях и на определенных частотах. Эти показатели также можно рассчитать разными способами.

Первый в мире портативный транзисторный шумомер был выпущен в 1960 году и разработан датской компанией Brüel & Kjær . В 1969 году группа исследователей из Калифорнийского университета основала компанию Pulsar Instruments Inc., которая стала первой компанией, которая отображала время воздействия звука на шкале шумомера, а также уровень звука. Это должно было соответствовать Закону Уолша-Хили 1969 года, который требовал контролировать шум на рабочих местах в США. В 1980 году британская компания Cirrus Research представила первый в мире портативный шумомер, обеспечивающий интегрированные измерения L _eq и уровня звукового воздействия (SEL).

Классификация

Типы

Стандарт IEC 61672-1 определяет «три типа приборов для измерения звука». Это «традиционный» шумомер, интегрирующий-усредняющий шумомер и интегрирующий шумомер.

Стандартный шумомер может быть назван измерителем уровня звука с экспоненциальным усреднением , поскольку сигнал переменного тока от микрофона преобразуется в постоянный ток с помощью среднеквадратичной (RMS) схемы и, таким образом, он должен иметь постоянную времени интегрирования; сегодня это называется взвешиванием по времени. Три из этих временных характеристик были стандартизированы на международном уровне: «S» (1 с) первоначально назывался «Медленный», «F» (125 мс ) первоначально назывался «Быстрый» и «I» (35 мс) первоначально назывался «Импульс». Их имена были изменены в 1980-х годах, чтобы быть одинаковыми на любом языке. I-временное взвешивание больше не включено в основной текст стандарта, поскольку оно мало коррелирует с импульсивным характером шумовых событий.

Выходной сигнал среднеквадратичного значения является линейным по напряжению и проходит через логарифмическую схему для получения линейных показаний в децибелах (дБ). Это 20-кратный десятичный логарифм отношения данного среднеквадратичного звукового давления к эталонному звуковому давлению. Среднеквадратичное звуковое давление получается со стандартной частотной коррекцией и стандартной временной коррекцией. Эталонное давление установлено Международным соглашением на уровне 20 микропаскалей для воздушного шума. Отсюда следует, что децибел в некотором смысле не единица, а просто безразмерное соотношение; в данном случае соотношение двух давлений.

Измеритель уровня шума с экспоненциальным усреднением, который дает моментальный снимок текущего уровня шума, имеет ограниченное применение для измерения риска повреждения слуха; Обычно требуется интегрирующий или интегрирующий-усредняющий счетчик. Интегрирующий измеритель просто интегрирует — или, другими словами, «суммирует» — частотно-взвешенный шум, чтобы получить звуковое воздействие, и используемым показателем является 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 с точки зрения уровня звукового воздействия (SEL), логарифмического преобразования звукового воздействия в децибелы.

Персональный шумовой дозиметр

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

( Шумовой дозиметр американский) или шумовой дозиметр (британский) — специализированный шумомер, предназначенный специально для измерения шумового воздействия человека, интегрального за период времени; обычно соответствует нормам охраны труда и техники безопасности, таким как Стандарт безопасности и гигиены труда (OSHA) 29 CFR 1910.95. Стандарт воздействия профессионального шума. или Директива ЕС 2003–10/EC.

Обычно этот инструмент предназначен для ношения на теле, и поэтому к нему предъявляются смягченные технические требования, поскольку инструмент для ношения на теле - из-за присутствия на теле - имеет более низкие общие акустические характеристики. PSEM дает показания на основе звукового воздействия, обычно Па²·ч, а старые «классические» дозиметры, дающие показатель «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 местным законодательством.

Традиционно дозиметры шума представляли собой относительно большие устройства с микрофоном, установленным возле уха и имеющим кабель, идущий к корпусу прибора, который обычно носится на ремне. У этих устройств было несколько проблем, в основном надежность кабеля и нарушение нормального режима работы пользователя, вызванное наличием кабеля. В 1997 году после гранта на исследования в Великобритании был выдан патент ЕС на первое из ряда устройств, которые были настолько маленькими, что напоминали радиационный значок, и не требовали никакого кабеля, поскольку все устройство можно было разместить возле уха. Британский разработчик и производитель Cirrus Research представил персональный шумовой дозиметр дозиметра дозеBadge , который стал первым в мире по-настоящему беспроводным шумовым дозиметром. Сегодня эти устройства измеряют не только простую дозу шума, но некоторые даже имеют четыре отдельных дозиметра, каждый из которых обладает многими функциями полноразмерного шумомера, включая в последних моделях анализ полной октавной полосы.

Классы

Стандарты МЭК делят шумомеры на два «класса». Шумомеры двух классов имеют одинаковую функциональность, но разную допуск на погрешность. Приборы класса 1 имеют более широкий диапазон частот и более жесткие допуски, чем более дешевые устройства класса 2. Это относится как к самому шумомеру, так и к соответствующему калибратору. Большинство национальных стандартов разрешают использование «приборов как минимум класса 2». Для многих измерений нет необходимости использовать прибор класса 1; их лучше всего использовать для исследований и правоохранительной деятельности.

Аналогичным образом, Американский национальный институт стандартов (ANSI) определяет шумомеры как три различных типа: 0, 1 и 2. Они описаны следующим образом в Техническом руководстве OSHA по безопасности и гигиене труда TED01-00-015, глава 5, OSHA. Шум и охрана слуха, Приложение III:A, «Эти стандарты ANSI устанавливают допуски на производительность и точность в соответствии с тремя уровнями точности: типы 0, 1 и 2. Тип 0 используется в лабораториях, тип 1 используется для прецизионных измерений в полевых условиях, а тип 2 используется для общих измерений. В целях соответствия показания шумомера и дозиметра ANSI типа 2 считаются имеющими точность ±2 дБА, тогда как точность приборов типа 1 составляет ±1 дБА. Это минимальное требование OSHA к измерениям шума , которого обычно достаточно для исследований шума общего назначения. Измеритель типа 1 предпочтителен для разработки экономичных средств контроля шума. В необычных ситуациях измерения обратитесь к инструкциям производителя и соответствующим стандартам ANSI. за рекомендации по интерпретации точности приборов».

Измерения

Примеры маркировки уровня звука
Описание	Этикетка
Взвешенный эквивалент уровня A	LAeq
Быстрый максимум, взвешенный по уровню А	ЛАФмакс
Уровень C-взвешенный медленный минимум	LCSмин
Уровень Z-взвешенный импульс максимум	LZIмакс

Метки, используемые для описания значений уровня звука и шума, определены в стандарте IEC 61672-1:2013. Для меток первая буква всегда L. — Это означает уровень , например, уровень звукового давления, измеренный через микрофон, или уровень электронного сигнала, измеренный на выходе аудиокомпонента, такого как микшерный пульт. Результаты измерений зависят от применяемой частотной коррекции (как шумомер реагирует на различные звуковые частоты) и временной коррекции (как шумомер реагирует на изменения звукового давления во времени).

Частотное взвешивание

Основная статья: A-взвешивание

Частотные характеристики A, C и Z для звука

Вторая буква указывает на частотную коррекцию. Измерители уровня звука, одобренные по образцу, обычно обеспечивают измерения шума с частотной коррекцией A, C и Z.

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

Стандарт IEC 61672-1:2013 требует включения A - взвешивающего фильтра во все шумомеры, а также описывает C и Z частотные коррекции (нулевые). Старые частотные характеристики B и D теперь устарели и больше не описываются в стандарте.

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

(SPL) около 40 дБ Первоначально A-взвешивание предназначалось только для тихих звуков с уровнем звукового давления , но теперь оно обязательно для всех уровней. Однако в некоторых законодательных актах C-взвешивание по-прежнему используется для измерения пикового значения шума, а B-взвешивание – промежуточное положение между «A» и «C» практически не имеет практического применения. D-взвешивание было разработано для использования при измерении авиационного шума при измерении необходных струй; после распада Конкорда это все военные типы. Для всех измерений шума гражданских самолетов используется А-взвешивание, как того требуют стандарты ISO и ИКАО.

Временное взвешивание

Графики быстрого, медленного и временного взвешивания применяются для того, чтобы измеренные уровни звука было легче считывать на шумомере.

Если третья буква — F , S или I , это представляет собой временную коррекцию , где F = быстро, S = медленно, I = импульс. Временное взвешивание применяется для того, чтобы измеренные уровни было легче считывать шумомером. Временное взвешивание сглаживает внезапные изменения уровня, создавая тем самым более плавное отображение.

На графике показано, как это работает. В этом примере входной сигнал внезапно увеличивается с 50 дБ до 80 дБ, остается на этом уровне в течение 6 секунд, а затем внезапно падает до исходного уровня.

Медленное измерение (желтая линия) займет примерно 5 секунд (время атаки), чтобы достичь уровня 80 дБ, и около 6 секунд (время затухания), чтобы снова снизиться до 50 дБ. S подходит при измерении сигнала, который сильно колеблется.

Быстрое измерение (зеленая линия) обеспечивает более быструю реакцию. Для достижения уровня 80 дБ потребуется примерно 0,6 секунды, а для снижения до 50 дБ — чуть менее 1 секунды. F может быть более подходящим, если сигнал менее импульсивен.

Решение об использовании быстрого или медленного режима часто принимается на основании того, что предписано стандартом или законом. Однако в качестве ориентира можно использовать следующее: Медленная характеристика в основном используется в ситуациях, когда показания с быстрым откликом колеблются слишком сильно (более примерно 4 дБ), чтобы дать достаточно четко определенное значение. Современные цифровые дисплеи в значительной степени решают проблему колебаний аналоговых счетчиков, указывая максимальное среднеквадратичное значение за предыдущую секунду.

Измерение импульса (синяя линия) займет примерно 0,3 секунды, чтобы достичь уровня 80 дБ, и более 9 секунд, чтобы снова снизиться до 50 дБ. Импульсный отклик I можно использовать в ситуациях, когда необходимо измерить резкие импульсные шумы, например, фейерверк или выстрелы.

L _AT или L _eq : Эквивалентный постоянный уровень звука.

График измерения уровня звука LAeq, рассчитанный за 5 минут

График непрерывного измерения уровня звука LAeq

экв = эквивалент. Эквивалентные значения представляют собой форму временного взвешивания, которую легче прочитать на дисплее, чем мгновенный уровень звука.

Если вы посмотрите на эти графики изменения уровня звука с течением времени, то увидите, что область под синей кривой представляет собой энергию. Горизонтальная красная линия, изображающая ту же область под синей кривой, дает нам LAeq. Это эквивалентное значение или среднее значение энергии по всему графику.

LAeq не всегда является прямой линией. Если LAeq нанесен на график как эквивалент от начала графика до каждой точки измерения, график отображается на втором графике.

Уровень звукового воздействия (в децибелах) не часто используется при измерении промышленного шума. Вместо этого используется усредненное по времени значение. Это средний за время уровень звука или, как его обычно называют, «эквивалентный уровень непрерывного звука», имеет формальный символ L _AT , как описано в параграфе 3,9 «Определения» стандарта IEC 61672-1, где многие правильные формальные символы и их общие сокращения даны. В основном они соответствуют формальным акустическим определениям ISO. основном по историческим причинам, LAT _{Однако, в} обычно называют L _eq .

Формально L _AT представляет собой 10-кратный логарифм по основанию 10 отношения среднеквадратического звукового давления, взвешенного по шкале А, в течение установленного интервала времени к эталонному звуковому давлению, и здесь не используется постоянная времени. Для измерения L _АТ необходим интегрирующий-усредняющий измеритель; По идее, это берет звуковую экспозицию, делит ее на время, а затем логарифмирует результат.

Короткий L _экв.

Важным вариантом общего L _AT является «короткий L _eq », при котором 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 другое устройство, либо восстановлены из памяти и преобразованы практически в любую традиционную метрику спустя долгое время после того, как данные были получены. Это можно сделать с помощью специальных программ или стандартных электронных таблиц. Short L _eq Преимущество заключается в том, что при изменении правил старые данные можно повторно обработать, чтобы проверить, соблюдаются ли новые правила. В некоторых случаях это также позволяет преобразовывать данные из одной метрики в другую. Сегодня почти все стационарные системы мониторинга шума в аэропортах, которые по своей сути представляют собой просто сложные измерители уровня звука, используют короткие значения L _eq в качестве метрики, поскольку постоянный поток цифровых значений L _eq за одну секунду может передаваться по телефонным линиям или через Интернет на центральный блок отображения и обработки. Short L _eq — это особенность большинства коммерческих интегрирующих шумомеров, хотя некоторые производители дают ей множество разных названий.

Short L _eq — очень ценный метод хранения акустических данных; Первоначально это была концепция Национальной лаборатории исследований французского правительства (ссылка 1), а теперь она стала наиболее распространенным методом 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 измерителя уровня звука, чтобы быть столь же ценным, и такие выборочные данные невозможно легко объединить для формирования общего набора данных. .

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

График измерения уровня звука LAFmax, рассчитываемый каждую минуту

L _макс и L _мин

слова max или min Если на этикетке появляются , это просто означает максимальное или минимальное значение, измеренное за определенный период времени.

LC _pk : пиковый уровень звукового давления.

Большинство национальных правил также требуют измерения абсолютного пикового значения, чтобы защитить слух работников от внезапных больших пиков давления, используя частотную коррекцию «C» или «Z». «Пиковый уровень звукового давления» не следует путать с «МАКСИМАЛЬНЫМ уровнем звукового давления». «Максимальный уровень звукового давления» — это просто наивысшее среднеквадратичное значение, которое дает обычный шумомер за определенный период для заданного временного взвешивания (S, F или I), и оно может быть на много децибел меньше пикового значения. В Европейском Союзе максимально допустимое значение пикового уровня звука составляет 140 дБ(С). и это соответствует давлению 200 Па. Обозначение частоте A и времени S максимального уровня звука, взвешенного по _{, — LAS max} . Для пика, взвешенного по частоте C , это LC _pk или L _C,peak .

Стандартизация

Измерители уровня звука

• МЭК61672 Ред. 2.0 (2013)
• IEC60651 Ed 1.2 (2001 г.) плюс поправка 1 (1993-02) и поправка 2 (2000–10)
• МЭК60804 (2000–10)
• ANSI S1.4-2014 (международный стандарт, принятый в США на основе IEC 61672:2013)

Октавные фильтры

• МЭК61260 Ред. 1.0 (2014) Электроакустика - Октавно-полосные и дробно-октавно-полосные фильтры
• АНСИ С1.11-2004 (Р2009)

Индивидуальные шумовые дозиметры

• МЭК61252 Ред. 1,1 (2002–03)
• АНСИ С1.25-1991(Р2007)

Измерительные микрофоны

• МЭК 61094: 2000

Акустика помещения

• ISO 3382-1:2009 Измерение акустических параметров помещений. Часть 1. Помещения для выступлений.
• ISO 3382-2:2008 Измерение акустических параметров помещения. Часть 2. Время реверберации в обычных помещениях.
• ASTM E2235 (2004) Стандартный метод испытаний для определения скорости затухания для использования в методах испытаний звукоизоляции.

Безопасность оборудования

МЭК61010-1 Ред. 2,0 (2001–02)

Международные стандарты

Следующие международные стандарты определяют шумомеры, PSEM и связанные с ними устройства. Национальные стандарты большинства стран очень точно соответствуют этим стандартам, за исключением США. Во многих случаях эквивалентный европейский стандарт, согласованный ЕС, обозначается, например, EN 61672, а национальный стандарт Великобритании тогда становится BS. ЕН 61672.

• МЭК 61672: 2013 «Электроакустика – шумомеры».
• МЭК 61252: 1993 «Электроакустика – технические характеристики индивидуальных измерителей звукового воздействия».
• МЭК 60942: 2003 «Электроакустика – звуковые калибраторы».
• МЭК 62585: 2012 «Электроакустика. Методы определения поправок для получения отклика шумомера в свободном поле».

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 линейно-интегрирующих шумомеров, но с тех пор IEC 61672 описывает оба типа. Классический экспоненциальный счетчик первоначально был описан в стандарте IEC 123 для «промышленных» счетчиков, а затем в стандарте IEC 179 для «прецизионных» счетчиков. Оба они были заменены стандартом IEC 651, позже переименованным в IEC 60651, тогда как линейные интегрирующие счетчики первоначально были описаны в стандарте IEC 804, позже переименованном в IEC 60804. И IEC 60651, и 60804 включали четыре класса точности, называемые «типами». В IEC 61672 они были сокращены до двух классов точности 1 и 2. Новым в стандарте IEC 61672 является требование минимального линейного диапазона 60 дБ и Z -частотное взвешивание с общим ужесточением предельных допусков, а также включением максимально допустимая погрешность измерения для каждого описанного периодического испытания. Часть стандарта по периодическим испытаниям (IEC61672.3) также требует, чтобы производители предоставляли испытательной лаборатории поправочные коэффициенты, позволяющие лучше имитировать лабораторные электрические и акустические испытания. в свободном поле (акустика) Отклики . Каждая используемая поправка должна быть снабжена погрешностями, это необходимо учитывать в окончательном бюджете неопределенности измерений испытательной лаборатории . Это делает маловероятным, что шумомер, разработанный в соответствии со старыми стандартами 60651 и 60804, будет соответствовать требованиям IEC 61672:2013. Эти «отмененные» стандарты больше не следует использовать, особенно для любых официальных требований к закупкам, поскольку они значительно хуже. требования к точности, чем IEC 61672.

Военные стандарты

Комбатанты всех родов войск США подвергаются риску нарушений слуха из-за постоянных или импульсных шумов . Хотя применение двойной защиты слуха помогает предотвратить повреждение слуха, оно может снизить эффективность, изолируя пользователя от окружающей среды. При включенной защите органов слуха солдат с меньшей вероятностью будет осознавать свои движения, предупреждая противника о своем присутствии. Устройствам защиты органов слуха (HPD) также может потребоваться более высокий уровень громкости для связи, что сводит на нет их назначение.

• MIL-STD 1474D Первый военный стандарт звука (MIL-STD) был опубликован в 1984 году и подвергся пересмотру в 1997 году и стал MIL-STD-1474D. Этот стандарт устанавливает пределы акустического шума и предписывает требования к испытаниям и методы измерений для определения соответствия указанным здесь пределам шума. Настоящий стандарт применяется к приобретению и усовершенствованию продукции всех спроектированных или приобретенных ( не находящихся в разработке ) систем, подсистем, оборудования и объектов, которые излучают акустический шум. Этот стандарт предназначен для определения уровней шума, излучаемого во всем диапазоне типичных условий эксплуатации.
• MIL-STD 1474E В 2015 году стандарт MIL-STD 1474D превратился в MIL-STD-1474E, который по состоянию на 2018 год остается руководящим принципом разработки и использования военного оборонного вооружения США. В этом стандарте Министерство обороны установило рекомендации по устойчивому шуму, импульсному шуму, необнаружимости на слух, шуму самолетов и воздушных систем, а также корабельному шуму. Если они не обозначены предупреждающими знаками, устойчивый и импульсный шумы не должны превышать 85 децибел по шкале А (дБА) и 140 децибел (дБ) при ношении средств защиты соответственно. Он устанавливает пределы акустического шума и предписывает требования к испытаниям и методы измерений для определения соответствия указанным здесь пределам шума. Настоящий стандарт применяется к приобретению и усовершенствованию продукции всех спроектированных или приобретенных (не находящихся в разработке) систем, подсистем, оборудования и объектов, которые излучают акустический шум. Этот стандарт предназначен для определения уровней шума, излучаемого во всем диапазоне типичных условий эксплуатации. Этот стандарт включает два метода оценки импульсного шума и риска для слуха.
  • Алгоритм оценки слуховой опасности для человека (AHAAH), одномерный электроакустический аналог слуховой системы, разработал числовые рекомендации MIL-STD 1474E. Утверждается, что со временем предсказуемость этого алгоритма возросла до точности 95%. Исследователи исследовательской лаборатории армии США утверждают, что почти каждая ошибка приводила к переоценке риска. Для сравнения, MIL-STD-147D был признан верным в 38% случаев с теми же данными. Первоначально разработанная на основе модели кошачьего животного, а затем дополненная данными человека, модель AHAAH суммирует смещения базилярной мембраны в 23 местах. Модель AHAAH рассчитывает предполагаемое смещение базилярной мембраны и суммирует накопление изгиба базилярной мембраны. Пользователь вводит свое воздействие шума, уровень защиты и информацию о том, был ли он предупрежден о шуме, чтобы получить информацию об уязвимости к опасностям в единицах слухового риска (ARU). Это значение можно преобразовать в составные пороговые сдвиги и допустимое количество воздействий (ANE). Сложные сдвиги порога — это величина, которая объединяет как временные, так и постоянные сдвиги слухового порога, причем последнее коррелирует с функцией волосковых клеток.
    • Заявленное повышение точности AHAAH часто объясняется его чувствительностью к сгибанию мышцы среднего уха (MEM) и кольцевой связки стремени. Когда кто-то предупрежден о звуке, МЭМ сгибается, что связано с уменьшением способности звуковых волн отражаться. При воспроизведении импульсного звука кольцевая связка стремени сгибается и сильно отсекает пик колебаний звука. По мере развития MIL-STD-1474 технологии и методы повышали точность AHAAP. Исследователи утверждают, что AHAAP оказался более точным в случаях двойной защиты, но не всегда в случаях непредупрежденного импульсного шума, по сравнению с конкурентным показателем LAeq8hr. Некоторые предложения по дальнейшему развитию сосредоточены на создании более удобного программного обеспечения, размещении микрофона при сборе данных, отсутствии МЕМ-рефлекса в популяциях и переоценке условий свободного поля в расчетах. Такие агентства, как НАТО, Американский институт биологических наук и Национальный институт безопасности и гигиены труда, согласились, что эти предложения будут учтены до того, как этот показатель будет внедрен. Этот общий вывод был сделан до разработки MIL-STD-1474E.
  • Эквивалентная энергия импульса уровня для 100 миллисекунд (L _{IAeq 100 мс} ) вычисляет интегрированную энергию и приравнивает ее к интервалу в 100 мс. (L _{IAeq 100 мс} ) включает поправку на начальную длительность взрывной волны.
• ТОП-1-2-608А В настоящей процедуре проведения испытаний (TOP) описаны процедуры измерения уровней звука, передаваемого по воздуху от разрабатываемых и производимых материалов, как средство оценки безопасности персонала, разборчивости речи, защиты от акустического обнаружения и распознавания, а также недовольства населения. Он охватывает испытания на установившийся шум от военных транспортных средств и общего оборудования, а также импульсный шум от систем вооружения и взрывоопасных материалов.

Организации

• Профессиональная организация Соединенного Королевства по акустике
• Международный институт контроля шума
• Домашняя страница органа по стандартизации IEC

Утверждение типа и периодические испытания

Проблема при выборе шумомера заключается в следующем: «Как узнать, соответствует ли он заявленному стандарту?» Это сложный вопрос, и IEC 61672 часть 2 пытается ответить на этот вопрос с помощью концепции «утверждения образца». Производитель должен поставлять приборы в национальную лабораторию, которая тестирует один из них и, если он соответствует заявленным требованиям, выдает формальный сертификат об утверждении типа. В Европе наиболее распространенным одобрением часто считается одобрение PTB в Германии ( Physikalisch-Technische Bundesanstalt ). Если производитель не может продемонстрировать хотя бы одну модель в своем ассортименте, имеющую такое одобрение, разумно насторожиться, но стоимость этого одобрения препятствует тому, чтобы любой производитель получил одобрение всей своей линейки. Недорогие шумомеры (менее 200 долларов США) вряд ли будут иметь одобрение типа и могут давать неправильные результаты измерений.

Даже самый точный одобренный шумомер необходимо регулярно проверять на чувствительность — то, что большинство людей вольно называют «калибровкой». Процедуры периодических испытаний определены в стандарте IEC61672.3-2013. Чтобы обеспечить точность периодических испытаний, процедуры должны выполняться учреждением, которое может предоставить результаты, отслеживаемые Международным сотрудничеством по аккредитации лабораторий или другими местными сторонами, подписавшими Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий .

Для простой проверки уровня и частоты можно использовать устройства, состоящие из генератора, управляемого компьютером, с дополнительными датчиками для корректировки влажности, температуры, напряжения батареи и статического давления. Выходной сигнал генератора подается на преобразователь в полудюймовой полости, в которую вставлен микрофон измерителя уровня звука. Генерируемый акустический уровень составляет 94 дБ, что составляет 1 паскаль, и находится на частоте 1 кГц, где все частотные характеристики имеют одинаковую чувствительность.

Для полной проверки шумомера следует проводить периодические испытания, описанные в IEC61672.3-2013. Эти испытания возбуждают шумомер во всем частотном и динамическом диапазоне, обеспечивая соответствие ожидаемым целям проектирования, определенным в IEC61672.1-2013.

ANSI/IEC: Атлантический разрыв

В «Атлантическом водоразделе» шумомеры также делятся на два типа. Измерители уровня звука соответствуют спецификациям Американского национального института стандартов США (ANSI). обычно не может соответствовать соответствующим спецификациям Международной электротехнической комиссии (МЭК). в то же время, поскольку стандарт ANSI описывает инструменты, которые калибруются по случайной волне, то есть по диффузному звуковому полю, в то время как на международном уровне счетчики калибруются по волне свободного поля, то есть по звуку, исходящему с одного направления. Кроме того, дозиметры США имеют скорость изменения уровня во времени, при которой каждые 5 дБ увеличения уровня уменьшают вдвое разрешенное время воздействия; тогда как в остальном мире повышение уровня на 3 дБ вдвое сокращает разрешенное время воздействия. Метод удвоения на 3 дБ называется правилом «равной энергии», и не существует способа преобразования данных, полученных по одному правилу, для использования по другому. Несмотря на эти различия, многие развивающиеся страны в своих национальных правилах ссылаются как на американские, так и на международные спецификации в одном документе. По этой причине многие коммерческие PSEM имеют двухканальные каналы с удвоением уровня на 3 и 5 дБ, а некоторые даже на 4 дБ для ВВС США.

Другие приложения

Акустика здания, звукоизоляция и время реверберации

Некоторые усовершенствованные измерители уровня звука также могут включать в себя возможности измерения времени реверберации (RT60) (мера времени, необходимого для «затухания» звука в закрытом помещении после прекращения действия источника звука). Измерения могут проводиться с использованием метода интегральной импульсной характеристики или метода прерывистого шума. Такие шумомеры должны соответствовать последним стандартам измерений ISO 3382-2 и ASTM E2235-04.

Для измерения акустики в зданиях необходим генератор сигналов, который выдает розовый или белый шум через усилитель и всенаправленные динамики. Фактически, всенаправленный динамик или источник звука должен обеспечивать равное распространение звука по всей комнате. Для достижения точных измерений звук должен излучаться равномерно. Этого можно добиться с помощью сферического распределения, в котором 12 динамиков расположены в так называемой додекаэдрической конфигурации, как показано на примере источника звука OmniPower Sound Source Type 4292 компании Brüel & Kjær . Все динамики должны быть подключены последовательно-параллельно, чтобы обеспечить синфазность работы и согласование импеданса с усилителем.

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

Станции мониторинга шума

Станция мониторинга шума у ​​национального памятника Мьюир Вудс в Калифорнии

Некоторые приложения требуют возможности непрерывного или полупостоянного мониторинга шума. Некоторые производители предлагают для этой цели постоянные и полупостоянные станции мониторинга шума. Такие станции мониторинга обычно имеют встроенный шумомер и некоторые дополнительные возможности, такие как удаленная связь, GPS и метеостанции. Часто они также могут питаться от солнечной энергии. Области применения таких станций мониторинга включают шум аэропортов, строительный шум, шум шахт, шум транспорта, 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 Wi-Fi или прямых проводов локальной сети. Такие устройства позволяют отправлять 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, чего можно добиться путем отправки данных на веб-сайт.

Приложения для смартфонов

Приложение NIOSH для измерения уровня звука (приложение)

Повсеместное распространение смартфонов , их постоянное подключение к сети, встроенные функции географической информационной системы и функции интерактивного взаимодействия с пользователем открывают прекрасную возможность революционизировать наши взгляды на шум, его измерение и влияние на слух и общее состояние здоровья. Возможность получать и отображать данные о воздействии шума в режиме реального 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 безопасности и гигиены труда (NIOSH ) провел пилотное исследование, чтобы выбрать и охарактеризовать функциональность и точность приложений (приложений) для измерения звука на смартфонах в качестве первого шага в более широких усилиях по определению того, можно ли полагаться на эти приложения для проведения измерений. совместные исследования по мониторингу шума на рабочем месте.

Исследователи сообщили, что остаются проблемы с использованием смартфонов для сбора и документирования данных о воздействии шума из-за проблем с конфиденциальностью и сбором личных данных, мотивации для участия в таких исследованиях, искаженных или неверных данных, а также возможности хранить собранные данные. Исследователи пришли к выводу, что звуковые приложения для смартфонов могут расширить возможности работников и помочь им принимать обоснованные решения относительно условий их рабочего места. 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 для измерителей уровня звука (Электроакустика – Измерители уровня звука – Часть 3: Периодические измерения). Тесты). Калиброванные микрофоны значительно повышают точность измерений шума с помощью смартфона. Для калибровки приложений измерителя уровня звука необходимо использовать акустический калибратор, а не полагаться на заранее определенные профили. Это исследование показало, что разрыв между профессиональными инструментами и приложениями для смартфонов сокращается.

Здоровый слух, Организация, занимающаяся здоровьем слуха, сообщила о лучших приложениях для измерения уровня звука на смартфонах: Измеритель уровня звука NIOSH, Децибел Х, и Слишком Шумный Про.

См. также

• Контур равной громкости
• Взвешивание шума ITU-R 468
• Замеры аудиосистемы
• Звуковое давление
• Хлопок-метр

Общий:

• Измерение шума
• Регулирование шума
• Влияние шума на здоровье

Дальнейшее чтение

• Коморн А., Люке П. (1979). Метод объективного описания акустической среды: вклад в разработку целей в области качества.] (Отчет) (на французском языке). Национальная испытательная лаборатория.
• Уоллис А.Д. (сентябрь 1992 г.). От красного дерева к компьютерам. Слушания Euronoise, Лондон. Пленарный доклад. (Отчет).
• Беранек Л.Л. (1986). Акустика (изд. 1986 г.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издано Американским институтом физики Акустического общества Америки. ISBN  978-0-88318-494-3 .
• Круг Р.В. (1993). Стандарты дозиметров, Европа и Америка, какая разница? Proc AIHCE (Отчет).