Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Шумомер
Прибор для измерения объективного уровня громкости звука (шума)

Анимация

Описание

Восприятие человеком звука (упругих волн слышимого диапазона частот) во многом является субъективным и зависит от интенсивности и частоты воспринимаемых звуковых колебаний. Для создания соответствия между объективными и субъективными ощущениями интенсивности (уровня) техногенных и естественных звуков и шумов применяют специальные приборы - шумомеры (ШМ), частотные характеристики которых согласовывают с кривыми чувствительности слуха. Так, низкие и высокие частоты усиливаются слабее, чем средние (700 - 5000 Гц), к которым ухо наиболее чувствительно. Степень необходимой коррекции зависит от уровня (интенсивности) измеряемого звука или шума.

Источником акустического шума могут быть любые (как правило нежелательные) механические колебания в твердых, жидких и газообразных средах. Различают механический шум, вызываемый вибрациями, соударениями твердых тел (шум станков, машин и т.п.), гидро - или аэродинамический шум, возникающий в турбулентных потоках газа или жидкости вследствие флуктуаций давления (шум струи реактивного двигателя), термодинамический шум, обусловленный флуктуациями плотности газа в процессе горения, а также резким повышением давления (при взрыве, электрическом разряде), кавитационный шум, связанный захлопыванием газовых полостей и пузырьков в жидкостях при кавитации.

ШМ состоит из ненаправленного измерительного микрофона, усилителя, корректирующих фильтров, детектора и стрелочного или цифрового индикатора. Схема ШМ выбрана так, чтобы его свойства приближались к свойствам человеческого уха. Чувствительность уха зависит от частоты звука, а вид этой зависимости изменяется с изменением интенсивности измеряемого шума (звука). Поэтому в ШМ имеются три комплекта фильтров, обеспечивающих нужную форму частотной характеристики на трёх уровнях громкости. Шкала A отвечает характеристике при малой громкости ~ 40 фон (используется в диапазоне 20 - 55 фон), шкала В - средней громкости ~ 70 фон (55 - 85 фон) и шкала С - большой громкости (85 - 140 фон). Характеристика при большой громкости равномерна в полосе частот 3.0 - 8000 Гц. Шкала А применяется также для измерения уровня громкости звука, выраженного в децибелах с пометкой А, т.е. дБ (А), при любой громкости. Величиной уровня громкости звука в дБ (А) пользуются при нормировании громкости шума в промышленности, жилых домах и на транспорте. Шкала выходного прибора градуируется в дБ относительно стандартного звукового давления 2Ч10 -- 6 Па по одной из трех шкал.

Для соответствия между показаниями шумомера и субъективными свойствами слуха важно согласование постоянной времени Т измерителя с инерционностью слухового органа, а также с временными характеристиками измеряемого шума (звука). При измерении пиковых значений применяют Т » 20 мс, а при измерении среднеквадратичных - Т регулируется в пределах 0,2 - 1 с.

Показания шумомера называют уровнем звука L и выражают в дБ согласно формуле:

 

L = 20 lg (р/pо).

 

где р - среднеквадратичное значение звукового давления для сигнала, измеряемого с коррекцией;

рo - стандартное звуковое давление, равное 2 Ч10 -- 5 Па.

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Используемые естественнонаучные эффекты

Возбуждение гармонических механических колебаний (Возбуждение гармонических механических колебаний)

 

Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов

1Механические колебания и волны

 

Применение эффекта

Акустический шум относится в основном к негативным явлениям. В частности, шум авиационных и ракетных двигателей - источник НЧ-помех в работе радиоэлектронных устройстви и одна из причин нарушения их работоспособности. В ряде случаев акустический шум служит источником информации. Так, по шуму подводных лодок и надводных судов осуществляют их пеленгацию (см. описание НТЭ “Шумопеленгатор”). В нефтяной и газовой промышленности для исследования состояния призабойной зоны скважин и обсадных колонн применяются методы скважинной шумометрии.

Важной сферой применения шумомеров является исследования уровня производственных шумов в целях охраны труда, а также экологический мониторинг уровня шума в населенных пунктах, вблизи аэропортов, автомагистралей и т.п.

Реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

ШМ состоит из ненаправленного измерительного микрофона, усилителя, корректирующих фильтров, детектора и стрелочного или цифрового индикатора.

Выпускаемые промышленностью шумомеры имеют диапазон измеряемых уровней 16 - 134 дБ, разбиваемый на различное число шкал. Они снабжаются средствами акустической и электрической калибровки и выполняются в виде портативных приборов. Часто шумомеры применяются в сочетании с фильтрами для измерения усредненных спектральных характеристик шума.

Общий вид прецизионного интегрирующего шумомера (фирмы Bruel&Kjaer) показан на рис. 1.

 

Общий вид портативного шумомера для измерений шумов промышленного и естественного происхождения

 

 

Рис. 1

 

Обозначение:

1 - микрофон;

2 - панель управления;

3 - дисплей.

 

 

Литература

1. Беранек Л. Акустические измерения,- М., 1952.

2. Измерение шума машин и оборудования,- М., 1968.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина