Porady
Jak głośne jest głośne? To, czy muzyka dyskotekowa, stukot młota pneumatycznego lub hałas z ulicy są postrzegane jako nieprzyjemne, jest początkowo subiektywnym wrażeniem, które różni się w zależności od osoby. W wielu sytuacjach konieczna jest jednak obiektywna ocena natężenia dźwięku. Decybelomierze, znane również jako mierniki poziomu dźwięku lub urządzenia do pomiaru natężenia dźwięku, zapewniają wymagane do tego metody techniczne. W tym przewodniku dowiemy się, które mierzone zmienne są ważne, jak działają urządzenia pomiarowe i na co zwrócić uwagę przy ich zakupie.
Zakres słyszalności
Zakres słyszalności jest zwykle określany jako od 20 do 20 000 herców, przy czym ludzkie ucho jest najbardziej wrażliwe na częstotliwości od 2000 do 5000 herców. Zarówno dolna, jak i górna granica ulegają znacznemu przesunięciu wraz z wiekiem. Z reguły słuch jest ograniczony do około 30 herców przy niskich częstotliwościach i do około 8000 herców przy wysokich częstotliwościach. Większość decybelomierzy jest zatem zaprojektowana dla zakresu częstotliwości od około 30 do 10 000 herców. Tylko wysokiej klasy urządzenia pomiarowe mogą uchwycić całe teoretyczne spektrum słuchu.
Poziom ciśnienia akustycznego
Poziom ciśnienia akustycznego określa intensywność dźwięku, który dociera do osoby w określonym momencie. Niezależnie od tego, czy jest to muzyka, hałas czy dźwięki. Natężenie dźwięku jest mierzone w decybelach, w skrócie dB, i waha się od progu słyszenia 0 decybeli do progu bólu 120 decybeli.
Decybel
Decybel jest używany jako jednostka wyrażająca stosunek dwóch wartości. Stosunek może być mocą, ciśnieniem akustycznym, napięciem, intensywnością lub różnymi innymi wielkościami, więc decybel nie jest jednostką miary. Podczas pomiaru różnych poziomów mocy, bardzo niska uzgodniona wartość jest często używana jako wartość odniesienia, na przykład minimalny próg percepcji dźwięku u ludzi. Zasadniczo wszystkie pomiary wyrażone w decybelach są względne i wykorzystują ustandaryzowane skale ocen do ich zdefiniowania.
Najczęściej stosowanym wskaźnikiem jest wskaźnik częstotliwości A, w skrócie dB (A). Zgodnie z międzynarodową normą IEC 61672, jest to obowiązkowe dla wszystkich mierników poziomu dźwięku. Stare wagi częstotliwości B i D nie są już używane, ale wiele mierników poziomu dźwięku nadal ma wskaźnik częstotliwości C dB (C). Ich integracja jest obowiązkowa do celów testowania z precyzyjnymi miernikami poziomu dźwięku klasy 1. Klasa ta charakteryzuje się szczególnie wąskimi granicami tolerancji. Na przykład dla częstotliwości referencyjnej 1 kiloherca wynoszą one plus minus 3,2 decybela. Z drugiej strony, klasa 2 dopuszcza plus lub minus 4,2 decybela. W praktyce oznacza to, że urządzenie klasy 1 może wykrywać szersze spektrum częstotliwości, a wyniki pomiarów są dokładniejsze.
Miernik poziomu dźwięku przekształca natężenie dźwięku, a dokładniej ciśnienie akustyczne, w sygnał elektryczny, filtruje go zgodnie ze znormalizowaną krzywą - na przykład zgodnie z dB (A) – i generuje wartość skuteczną, którą integruje w wybranym okresie czasu. Urządzenie zawiera wielokierunkowy mikrofon do pomiaru ciśnienia akustycznego. Wielokierunkowość oznacza, że zarejestrowane ciśnienie akustyczne nie zależy od kierunku mikrofonu względem źródła dźwięku. Dźwięk jest więc odbierany ze wszystkich stron.
Moc mikrofonu określa granice działania miernika poziomu dźwięku. Ma to zastosowanie zarówno przy niskich poziomach, gdzie nieodłączny szum elektroniki nagrywającej zakłóca konwersję, jak i przy wysokich poziomach, gdzie zniekształcenia mogą prowadzić do błędów systematycznych. Jednak urządzenie o dobrej jakości metrologicznej może w znacznym stopniu skorygować błędy podczas przetwarzania.
We współczesnym, głównie cyfrowym przetwarzaniu, urządzenia wykonują wszystkie operacje, obliczając sygnał, który jest konwertowany na strumień danych. Wysokiej jakości cyfrowe mierniki poziomu dźwięku obliczają natężenie dźwięku w pasmach oktawowych lub tercjowych i poddają je operacjom ważenia. Korekty systematycznych błędów mikrofonu poprawiają dokładność pomiaru, a tym samym rozszerzają zakres zastosowań.
Prawie wszystkie nowoczesne urządzenia do pomiaru natężenia dźwięku wyświetlają wyniki pomiarów cyfrowo na wyświetlaczu LC lub LED w decybelach. Wyniki często zawierają wagę zastosowaną do natężenia dźwięku, zwykle dB(A) lub dB(C), a także typ nagrania, na przykład wolne, szybkie lub wartość szczytowa. Bardzo dobrze wyposażone urządzenia rejestrują wyniki w pasmach częstotliwości, aby móc zastosować bardziej rygorystyczne metody pomiaru głośności lub hałasu zgodnie z międzynarodową normą ISO 532. W przypadku pomiarów poziomu we wzmacnianiu dźwięku lub akustyce budynku, na przykład w sali koncertowej, rozkład energii dźwięku może być ważniejszy niż ogólny poziom.
W zależności od obszaru zastosowania urządzenia pomiarowego, w grę wchodzą różne podstawowe kryteria. Mierniki poziomu dźwięku klasy 1 są zazwyczaj dokładniejsze, ale też droższe niż urządzenia klasy 2. W odniesieniu do zakresów pomiarowych, które mogą być przetwarzane, istotne są zakres słyszalności i poziom ciśnienia akustycznego. Większość urządzeń klasy 2 umożliwia wykrywanie częstotliwości w zakresie od 32 do 8000 herców, czyli 8 kiloherców. Jeśli chodzi o poziom ciśnienia akustycznego, dominuje zakres od 30 do 130 decybeli, zarówno w skalach dB(A), jak i dB(C).
Ponieważ konstrukcja urządzenia do pomiaru natężenia dźwięku jest z natury urządzeniem mobilnym, poręczność, waga, rozmiar wyświetlacza, podświetlenie wyświetlacza i zasilanie za pomocą akumulatora lub baterii odgrywają ważną rolę. Jeżeli dane mają być później przekazywane do komputera, należy również zadbać o odpowiedni interfejs. Powszechne są wtyczki USB, niektóre urządzenia mają interfejs RS-232, wtyczki typu jack lub umożliwiają bezprzewodową transmisję przez Bluetooth.
Kalibracja jest kolejnym ważnym kryterium dla urządzeń do natężenia poziomu dźwięku. Zdecydowana większość przyrządów pomiarowych jest kalibrowana według ustawień fabrycznych bez certyfikatu, ale dostępne są również kalibracje według ISO. Aby uzyskać odpowiednią dokładność pomiaru nawet przy ekstremalnych wartościach decybela, niektóre mierniki poziomu dźwięku są wyposażone w wbudowany kalibrator.
Jeśli chcesz kupić miernik natężenia dźwięku, możesz wcześniej porównać dane techniczne i pobrać instrukcje obsługi wielu urządzeń pomiarowych w naszym sklepie. Zainteresowane osoby szybko zdadzą sobie sprawę, że pomiar decybeli jest stosunkowo łatwy do przeprowadzenia. Wynika to z faktu, że wiele urządzeń pomiarowych jest gotowych do użycia zaraz po włączeniu. Konieczne może być jedynie ustawienie, czy pomiar ma być skorygowany według krzywej A odzwierciedlającej charakterystykę słyszenia, czy raczej liniowo w dB (B). Następnie można odczytać aktualny poziom hałasu.
Prawidłowe działanie urządzenia do pomiaru natężenia dźwięku lub miernika natężenia dźwięku jest jednak tylko połową wymogu dla miarodajnego pomiaru hałasu. Prawidłowa procedura pomiaru jest równie ważna. Z tego powodu osoby odpowiedzialne w urzędach, biurach i administracjach miejskich są odpowiednio przeszkolone i dokładnie wiedzą, jak przeprowadzić prawidłowy pomiar, np. podczas kontroli pojazdów. W szczególności odległość od źródła dźwięku i powierzchnie odbijające dźwięk w bezpośrednim sąsiedztwie mają decydujący wpływ na wynik pomiaru. Aby uzyskać prawidłowy wynik pomiaru w przypadku prywatnych lub biznesowych pomiarów hałasu, przed wykonaniem pomiaru poziomu hałasu należy dokładnie dowiedzieć się, czy istnieje określona procedura pomiaru decybeli.
Jednostką poziomu dźwięku jest decybel o skrócie dB. Decybel jest tzw. pomocniczą jednostką miary. Przykładowe wartości dB to:
| Źródło dźwięku | Odległość | Ciśnienie akustyczne | Poziom ciśnienia akustycznego |
|---|---|---|---|
Próg bólu |
bezpośrednio przy uchu | 100 Pa |
134 dB |
Uszkodzenie słuchu w wyniku krótkotrwałego narażenia |
bezpośrednio przy uchu | od 20 Pa | 120 dB |
Samolot myśliwski |
100m | 6,3 do 200 Pa | 110 do 140 dB |
| Dyskoteka | 1 m |
2 Pa |
100 dB |
Uszkodzenie słuchu przy długotrwałym narażeniu |
bezpośrednio przy uchu |
od 360 mPa |
85 dB |
Droga główna |
bezpośrednio przy uchu |
od 360 mPa |
85 dB |
Normalna rozmowa |
1 m |
2 do 20 mPa |
40 do 60 dB |
Bardzo cichy pokój |
bezpośrednio przy uchu |
200 do 630 μPa |
20 do 30 dB |
Szum liści |
bezpośrednio przy uchu |
63,2 μPa |
10 dB |
Próg słyszalności (przy 2 kHz) |
bezpośrednio przy uchu |
20 µPa |
0 dB |