5.4. Методы оценки и измерения шумового загрязнения

На практике при сложении или вычитании децибелов целесооб­

разно пользоваться поправочными значениями (табл. 5.11 ).

Например, имеется два источника, уровни звуковой мощности которых соответственно равны: Lw1 = 62 дБ и Lw,2 = 67дБ. В этом

При определении общего уровня звуковой мощности, создавае­

мого n одинаковыми источниками, удобно пользоваться уравнением

Lw'"i. = Lw1 + 101gn,

1·де Lw1 _уровень одного из равных источников звука.

Например, если в помещении установлено четыре электродвига­ l't~ля, шум каждого из которых составляет 60 дБ, то суммарный ypo-

lleHь шума в помещении

Lur"f. = Lw·1 + 10 lg n = 60 + 10 lg4 =66 дБ.

Аналогично nроизводится расчет акустического дискомфорта от

'lюбого количества источников шума.

Шумовое действие на окружающую среду характеризуется nиаnазоном частот и амплитуд акустических колебаний. Особый

11нтерес nредставляют колебания в области звуковых частот

(20... 20 000 Гц) с уровнями звукового давления менее 100 дБ.

Все методы измерения шумов делятся на стандартные и нестан­ nартные [5,6, 8, 9]. Стандартные измерения регламентируются со­

'' rветствующими стандартами и обеспечиваются стандартизованны­ ~,и средствами измерения. Величины, подлежащие измерению, 1акже стандартизованы. Нестандартные методы применяются nри

11аучных исследованиях и при решении специальных задач.

126 Час т ь l Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

Измерительные стенды, установки, приборы и звукоизмеритель­

ные камеры подлежат метрологической аттестации в соответствую­ щих службах с выдачей аттестационных документов, в которых ука­

зьшаются основные метрологические параметры, предельные значе­

ния измеряемых величин и погрешности измерений. Стандартными характеристиками источника шума являются:

•уровень звукового давления Lp. дБ, в октавной или третьоктав­

ной полосе частот в контрольных точках;

•уровень звука LA, дБА, измеряемый шумомером с частотной

характеристикой типа А в контрольных точках;

•уровень звуковой мощности Lw, дБ, в октавных или третьок­

тавных полосах частот;

•корректированный уровень звуковой мощности Lw'A• дБА;

•максимальный показатель направленности излучения шума

Gmax• дБ, в октавных или третьоктавных полосах частот;

•максимальный показатель направленности излучения шума

Gmах.дБА.

Для непостоянных шумов используются эквивалентные уровни

Lрэквили Lлэкв· Единицей импульсного шума является дБ/, где 1-

характеристика шумоизмерительного прибора - шумомера в ре­

жиме <<импульс•>.

Шумомеры состоят из датчика (микрофона), усилителя, частот­

ных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописец, магнитофон). Шумомеры снабжены блоком частотной

коррекции (переключателями на А, В, С, D) и временных характе­

ристик: F (fast - быстро), S (slow - медленно), 1 (pik - импульс).

Шкалы F, S, 1 применяют при измерениях постоянного (f), колеб­

лющегося, прерывистого (S) и импульсного (!) шумов. Частотную

характеристику D целесообразно использовать при измерении

шумов самолетов.

Шумомеры делятся на четыре класса: О, l, 2 и 3. Шумомеры класса О используются как образцовые средства измерения; класса l - для лабораторных и натурных измерений, класса 2 - для тех­ нических измерений; класса 3 - для ориентировочных измерений.

Каждому классу приборов соответствует диапазон измерений по

частотам. Так, шумомеры классов О и l рассчитаны на диапазон час­

тот от 20 Гц до 12,5 кГц, класса 2 - от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 - от 31,5 Гц до 8 кГц. В случае необходимости измерения эквивалент·

ного уровня шума при усреднении за продолжительный период вре·

мени следует использовать интегрирующие шумомеры.

Рис. 5 13 Структурная схема шумомера 1- ыикрофон, 2 - предусилитель, З -

аттенюатор, 4 -усилитель, 5 -цепи фильтров частотныл характеристик, б -

внешние фильтры, 7 -детектор и возведение в квадрат, 8 -блок усреднения·

режим F (nостоянная времени 125 мс), режим S - nостоянная времени 1с; 9 -

индикатор nараметров, выраженныл в децибелах

Как правило, в шумомерах предусмотрена возможность подклю­

чения фильтров для октавнаго или третьоктавнаго анализа. Харак-

1 еристики, которым должны соответствовать шумомеры, оговарива­

ются ГОСТ 17187-81, Международнымстандартом IEC R/179 (1973) и стандартом 651 МеждународноИ электротехнической ко­

миссии. Наибольшее распространение в России получили шумоме­ ры ИШВ-1, Ш-71, ШП-1, шумомеры датской фирмы <<Брюль и Къер»

2226, 2230, 2232, 2603, 2604 и др.

На рис. 5.13 представлена структурная схема аналогового шу­ момера. Шумамер состоит из датчика-микрофона, предусилителя,

входных аттенюатора (переключателя пределов) и усилителя, цепей

фильтров частотных характеристик, выходных аттенюатора (пере­

J<лючателя пределов) и усилителя и детектора-индикатора. Упро­

щенная схема цепей фильтров А, В, С приведена на рис. 5.14. Эти l(епи должны обеспечивать относительные частотные характерис­

IИКИ.

Рис. 5.14 Схема цепи частотной коррекции характеристиl\ А, 8, С

128 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

Детектор-индикатор шумомера имеет две различные характерис­

тики F (быстро) и S (медленно). В соответствии с рекомендациями

МЭК характеристики детектора-индикатора должны быть такими, что­

бы при внезапном выключении сигнала показания уменьшались на

10 дБ за 0,5 с при характеристике F и за 3,0 с при характеристике S.

Характеристика S сглаживает показания шумомера и делает его

пригодным для измерений стационарного шума машин и производ­

ственного шума. Характеристика F успевает отслеживать измене­

ния шума небольшой продолжительности. Этот режим применяется для измерения нестационарного шума машин. Импульсные шумоме­

ры имеют детектор-индикаторы с характеристикой I (импульс) для

измерения импульсного шума, производимого, например, штампом.

Импульсный шумамер характеризуется малой постоянной времени

нарастания и очень большой постоянной времени спада. Постоянная

времени нарастания для схемы усреднения импульсного шумомера

составляет 35 мс в режиме работы <<Импульс•>, 125 мс в режиме <<бы­

стро•> и 1 с в режиме <<Медленно•>. Все выпускаемые импульсные шу­ момеры имеют также детекторы-индикаторы с характеристиками F и S. Приближенное выражение для оnределения значений этих ха­

рактеристик при трех режимах работы имеет вид.

<•быстро>> и <<медленно>> соответственно.

В последние годы широкое распространение получили цифровые

шумомеры. Простейший цифрован шумамер состоит из обычного

аналогового шумомера и цифрового индикатора Более сложные цифровые шумомеры могут вычислять эквивалентный уровень звука

за выбранный nериод времени. Такие nриборы называются интегри­ рующими шумомерами. Цифровой сигнал с аналогово-цифрового

преобразователя nодается на счетное устройство, уnравляемое пере­ ключателем времени измерения. Время измерения выбирается в диапазоне от нескольких минут до нескольких часов и более. В те­ чение выбранного времени счетное устройство срабатывает 1024 раза, и каждый раз текущее значение уровня заносится в памя1 ь. В конце выбранного интервала времени 1024 отсчета постуnают в

процессор, в котором происходит вычисление эквивалентного непре­

рывного уровня звука в соответствии с уравнением

LАед = 10 lg[l /(t2tl). f 10° 1Чt)dt],

где LA(t) -мгновенное значение уровня звука.

лектрические материалы чувствительны к изменению температуры

и влажности, поэтому имеют довольно ограниченные области при­

менения Однако пьезоэлектрические микрофоны, использующие

цирконат-титана т свинца, можно применять в диапазоне температур

от -10 до +50 ос при относительной влажности до 90% Диапазон

рабочих частот таких микрофонов обычно 32-8000 Гц

Спектральный (частотный) состав шума оценивается с помощью

частотного анализатора В качестве анализатора спектра шума

может быть использован шумамер путем добавления к нему набора фильтров, состоящих из октавных, третьоктавных, узкополосных

фильтров с постоянной относительной шириной полосы пропуска­ ния или узкополосных с постоянной шириной полосы пропускания Частотный анализатор, снабженный только октавными фильтрами,

называется октавным анализатором