Измерение уровня шума: методы, способы, необходимые инструменты и соответствие уровням ГОСТ

Измерение уровня шума: методы, способы, необходимые инструменты и соответствие уровням ГОСТ

  • 6 Октября, 2018
  • Жилищное право
  • Леонид Ульянов

Измерять шум необходимо. Ведь существуют опасные шумовые уровни для человеческого здоровья. Например, шум в 70-90 децибел (дБ) – это потенциальная причина нарушения функций нервной системы. Шум, превышающий 100 дБ, отрицательно влияет на слух. А если параметры зашкаливают за 200 дБ, то ситуация крайне опасна и может привести к летальному исходу.

Пребывание людей в помещении получатся комфортным, если шумовой уровень не превосходит 55 дБ днем, а ночью – 45 дБ.

В каждом помещении должен быть определенный уровень. Это регламентировано нормативными документами. И для проверки на это соответствие регулярно измеряют шумовые уровни.

Классификации шумов

Измеритель шума позволил классифицировать это физическое явление по многим параметрам.

По источнику образования:

  • электродинамический;
  • механический;
  • гидродинамический и аэродинамический.
  • низкочастотный (до 300 Гц);
  • среднечастотный (от 300 до 800 Гц);
  • высокочастотный (свыше 800 Гц).

По характеру спектра:

  • тональный;
  • широкополосный.

По времени действия:

  • постоянный;
  • непостоянный: импульсный, колеблющийся, прерывистый.

Области применения шумомера

Превышения уровня шума крайне негативно влияет на здоровье человека. Лёгкое превышение допустимого уровня приводит к головным болям, более сильные шумы способны вызвать разрыв барабанных перепонок, а критичное превышение этого уровня может привести к необратимым последствиям, в том числе к летальному исходу.

Кроме того, сильный шум может приводить к разрушению объектов, выведению из строя техники. Это объясняется тем, что шум является вибрацией, которая действует на все окружающие предметы. Поэтому существует ряд законодательных актов, которые регулируют допустимый уровень шума в той или иной сфере деятельности человека.

Используют шумомеры в лабораториях, на стройках, на производстве, для различных бытовых нужд.

Согласно ГОСТам нашей страны для каждой зоны определён свой уровень шумов. Так, например, уровень шума в жилой зоне и в санитарно-защищённой зоне будет отличаться от уровня шума в условиях производства. Для определения соответствия ГОСТам используются шумомеры.

В независимости от того, в каких условиях и с какой целью эксплуатируется шумомер, необходимо соблюдать определённые правила его использования. В обратном случае результаты замеров будут недостоверными.

Итак, шумомер нельзя использовать при сильном морозе. Температурные границы для нормальной работы прибора: -10ºС – +50ºС. Следующий показатель, влияющий на работу – атмосферное давление. Оно должно находиться в пределах 86-108 кПа. Влажность в исследуемом помещении не должна превышать отметку в 90%.

Получив результат, помните, что даже высокоточный прибор может давать погрешность. Допустимой считается погрешность, равная 0,5 дБ. Кроме того, у работающего шумомера есть определённый уровень собственного шума. Он равен в среднем 30 дБ.

При подборе измерительного оборудования для испытаний на акустическое воздействие (например, по ГОСТ 30630.1.5-2013 или иным стандартам) следует обращать внимание на то, что предельные значения уровней звукового давления в таблице 1 даны для характеристики Пик (максимальные мгновенные значения), тогда как требования к УЗД в нормативной и технической документации устанавливают для среднеквадратичных значений. Соотношение между пиковыми и среднеквадратичными значениями зависит от характера сигнала.

При испытаниях на воздействие гармонического звука разница между пиковым и среднеквадратичным уровнями составляет 3 дБ. Поэтому для этих испытаний мы рекомендуем выбирать такие конфигурации измерительных каналов, у которых предел измерения пиковых УЗД был бы на 3-4 дБ выше испытательных среднеквадратичных уровней звукового давления.

При испытаниях широкополосным звуком пик-фактор значительно выше и составляет 10-12 дБ. Для таких испытаний следует выбирать конфигурации, у которых предел измерения пиковых УЗД был бы примерно на 12 дБ выше общего испытательного уровня звукового давления.

В Таблице 2 представлены рекомендуемые варианты комплектации для различных испытаний на акустическое воздействие.

Принцип и устройство шумомера

Этот прибор производит замер шума в дБ. В его устройстве заложены принципы, создающие точную зависимость между его показателями и давлением звука. Эти факторы воспринимает слуховой аппарат. Между шумовым уровнем и электрическим сигналом существует пропорциональность.

  1. Микрофон
  2. Усилитель.
  3. Фильтры коррекции.
  4. Вольтметр.
  5. Дисплей.
  6. Блок питания.

У аппарата имеется шкала с делениями в дБ и опциональное дополнение в виде штатива.

Есть множество моделей шумомеров. У них разный внешний вид, габариты, стоимость и производитель. Но есть и единая классификация.

Далее мы видим блок-схему прибора и две принципиальные схемы. Макет был разбит на две платы, плату усилителя и фильтров с выпрямителем. Усилитель состоит из нескольких ступеней усиления. Первый из них имеет наибольшее усиление (100x) и это он отвечает за шум всей системы. Поэтому он состоит из четырех пар параллельно соединенных транзисторов. Параллельное подключение уменьшает шум до большой степени. Каждое удвоение количества транзисторов снижает шум на 3 дб. Разумно поставить четыре пары.

Конечно же подбор транзисторов — это тоже довольно важный этап. При настройке проверялись разные транзисторы. Сначала знаменитые BC550, которые оказались довольно посредственные. Они имеют более низкий шум чем стандартные BC547, но обычные высоковольтные BC546 превзошли их на голову. Конечно, специализированные малошумящие транзисторы показали бы здесь свое преимущество. В любом случае в этой системе достигается минимум шумов на одной, максимум двух парах. Увеличение их количества не приносило уже никакой выгоды, а только убытки в виде потраченных денег. Поэтому восемь штук популярных BC546 с ОУ NE5532 оказалось самым дешевым и лучшим решением.

Еще три каскада усиливают сигнал в 10 раз каждая, заодно переключая диапазоны измерений.

На второй схеме блок переключаемых фильтров, выпрямитель и регулируемый усилитель для наушников. Фильтры — это типичные ступени с фиксированной полосой передачи снизу и сверху. Фильтр „кривая А” — это фильтр с так называемой обратной характеристикой человеческого уха. Используется только в измерении шума звукового оборудования. Не имея в распоряжении подробные данные этого типа фильтра был разработан свой.

Еще один блок — это выпрямитель среднего значения с усилением, установленным так, чтобы выходное напряжение давало результат эффективного значения. Для настройки нуля и симметрии служат два переменника. Также есть еще потенциометр и усилитель для наушников. Все питается специальным малошумящим блоком питания. Применены две ступени стабилизации напряжения, это необходимо, чтобы пульсации питания были как можно ниже.

Стабилизаторы предварительные 7815/7915 и конечные LM317/337. Сам блок питания был помещен так, чтобы магнитное поле трансформатора как можно меньше проникало на чувствительный вход прибора. Вход и первый каскад усиления желательн экранировать. При измерениях необходимо позаботиться о том, чтобы возле входа не появились какие-то источники помех.

Точность измерения зависит от калибровки измерителя чистыми синусоидальными сигналами. Пригодятся здесь прецизионные резисторы, хотя в любительском приборе и 5 % тоже достаточно. Тем более, что сам вольтметр аналоговый и имеет класс точности 2,5.

Давайте прикинем соотношение сигнал/шум для, например, какого-то предусилителя. Мы знаем, что его фактический уровень шума на выходе 20uV, а номинальное выходное напряжение 2 В, рассчитываем:

  • 2 В / 0,00002 В = 100.000 и далее 100.000 LOG * 20 = 100 дб.
Читайте также  Как прокачать гидравлический домкрат

Теперь для ошибки 5%, то есть нашего прибора 19uV к 21uV

  • 2В/ 0,000021 = 95238,1 и далее LOG*20 =99,58 дб
  • 2В / 0,000019 = 105263,2 и далее LOG * 20 = 100,44 дб.

Оба результата после округления до целых децибел дадут это же значение, т. е. 100 дб интервала сигнал шума. Таким образом, 5% точности, в данном случае, — это достаточно.

Для чего проводится аудиометрия

Основной целью, которую преследует аудиометрия, является замер слуха. Использование данной методики позволяет осуществлять измерение, как воздушной, так и костной проходимости. После окончания процедуры аудиометрии специалист получает результаты в виде аудиограммы. На основании такого результата можно диагностировать разнообразные степени недугов, связанные со слухом.

Важно знать! Слух – это очень важный орган, при заболеваниях которого человек частично или полностью лишается возможности слышать любые звуки.

Для того чтобы исключить возникновение серьезных патологий органов слуха, рекомендуется периодически проводить исследование. При помощи такого вида исследования, как аудиометрия, удается определить начало признаков потери слуха. При своевременном диагностировании нарушений можно предотвратить возникновение серьезных нарушений и патологий. Какие бывают виды аудиометров, узнаем более детально.

Как измеряют уровень кислорода в крови умные часы разных производителей?

Часов и фитнес-браслетов с функцией измерения SpO2 сейчас продается великое множество, и не всегда им можно доверять. Поэтому мы взяли часы трех солидных производителей — Apple Watch шестого поколения, Samsung Galaxy Watch 3 и Honor Watch ES.

Мы протестировали, как умные часы измеряют уровень кислорода в крови в разных условиях, по методике, предложенной корейскими медиками — при обычном дыхании, в условиях нехватки кислорода после задержки дыхания, а также мы добавили еще один показатель — дыхание сразу после интенсивных физических упражнений. И вот что мы выяснили.

Виды ИКТ

Бесконтактные термометры подразделяют на две большие группы: стационарные и переносные. Первый тип приборов широко используются в промышленности для производственного контроля. Портативные переносные ИКТ нашли применении в медицине и других сферах деятельности человека.

Медицинские бесконтактные термометры подразделяют на виды:

  1. Ушные. Приборы этого типа нельзя назвать полностью бесконтактными. Для измерения t их вставляют на 3-4 секунды в ухо. Они считаются наиболее опасными для детей, поэтому используются только для взрослых.
  2. Бесконтактные. Самый безопасный и удобный вид приборов. Для измерения t устройство достаточно навести на любой участок тела человека, не касаясь его.
  3. Лобные. Выпускаемые производителями модели могут производить измерение температуры тела на расстоянии от 5 до 15 см. Точность измерений устройств значительно выше, чем у ушных термометров.

Использовать медицинские бесконтактные термометры можно только для измерения температуры того участка тела, который определён производителем.