Tip pengukuran bunyi: cara mendapatkan bacaan desibel yang tepat

Meter paras bunyi hanya melaporkan apa yang ditangkap di mikrofon. Kualiti isyarat yang ditangkap bergantung pada di mana anda meletakkan meter, pemberat dan tindak balas masa mana yang anda pilih, bagaimana anda mengendalikan peranti, dan bagaimana anda merata-ratakan hasilnya. Lakukan dengan betul dan meter smartphone yang dikalibrasi bersetuju dengan rujukan Kelas 2 dalam ±2 dB pada sumber persekitaran biasa. Salah dan smartphone yang sama memberi bacaan tersasar 10 dB atau lebih — bukan kerana meternya buruk, tetapi kerana pengukurannya salah.

Halaman ini mengumpulkan teknik praktikal yang menggerakkan bacaan dari "anggaran kasar" kepada "boleh dipercayai". Diandaikan anda telah melakukan prosedur kalibrasi sekali untuk peranti. Tiada satu pun tip ini yang mengkompensasi meter yang tidak dikalibrasi — ia mengekstrak angka boleh dipercayai daripada meter yang sudah dikalibrasi.

Penempatan mikrofon

Mikrofon adalah satu-satunya yang "mendengar" ruang. Semakin dekat dengan sumber, semakin banyak permukaan reflektif yang ia lihat, dan semakin pergolakan udara di sekelilingnya, semakin dominan faktor-faktor itu pada bacaan berbanding bunyi sebenar yang anda mahu ukur.

Jarak dari sumber

Untuk sumber titik unggul di medan bebas, hukum kuasa dua songsang meramalkan penggandaan jarak mengurangkan SPL 6 dB. Pengukuran dalam ruang sebenar jarang sepadan tepat kerana pantulan ruang, tetapi trend kekal:

Untuk pengukuran kerja, peraturannya ukur di tempat telinga pekerja. Untuk pengukuran persekitaran, pilih lokasi yang penting: ketinggian bantal untuk bunyi tidur, permukaan kerja untuk bunyi pejabat, tengah lantai tarian untuk pengukuran venue.

Jika anda menerbitkan satu angka, sentiasa nyatakan jaraknya. "Mesin pemotong rumput: 85 dBA pada 5 m" adalah kenyataan lengkap; "mesin pemotong rumput: 85 dBA" kabur dan hampir tidak berguna untuk seseorang yang cuba menganggar paras pada jarak berbeza.

Medan bebas vs medan reflektif

Medan bebas sempurna tidak ada permukaan reflektif. Bilik anekoik mendekati satu; padang lapang pada hari tanpa angin yang paling hampir di realiti. Sebahagian besar bilik sangat reflektif, terutamanya bilik kecil dengan permukaan keras seperti bilik mandi, dapur, dan kabin lif.

Dalam ruang reflektif, SPL pada kebanyakan titik didominasi oleh medan gema, bukan bunyi terus dari sumber. Ini ada dua akibat praktikal:

• Peraturan medan terus 6 dB-per-pengandaan rosak beberapa meter dari sumber.
• Bacaan di satu kedudukan boleh beralih 3 – 6 dB jika anda mengalihkan mikrofon 0,5 m, kerana nod dan antinod gelombang berdiri.

Untuk meredam ini, purata di beberapa kedudukan dalam ruang (sekurang-kurangnya tiga, terpisah ~1 m), dan laporkan purata.

Elakkan tangan, poket dan permukaan

Mikrofon di smartphone atau komputer riba anda menangkap getaran semudah ia menangkap bunyi udara. Memegang peranti di tangan memperkenalkan bunyi jari dan gesekan kain yang boleh menambah 5 – 15 dB pada frekuensi rendah. Meletakkan peranti pada meja keras memperkenalkan pantulan permukaan.

Penempatan praktikal yang berfungsi pada setiap peranti:

• Letak peranti pada kain lembut yang dilipat (kain mikrofiber, baju‑T) di atas meja setinggi dada.
• Hala mikrofon menghadap sumber. Sebahagian besar smartphone ada mikrofon di tepi bawah, tetapi berbeza-beza — sahkan dengan ujian tepuk jika ragu.
• Setelah peranti diletakkan, jangan disentuh semasa pengukuran.

Untuk pengukuran sangat panjang, tripod kecil dengan klip smartphone menjaga peranti bebas dari sebarang permukaan dan memberikan bacaan paling bersih.

Pemberat frekuensi

Meter mengenakan pemberat frekuensi sebelum mengira SPL. Tiga pilihan biasa digunakan; ia memberikan angka yang sangat berbeza untuk bunyi yang sama.

Lalai untuk hampir setiap rujukan yang diterbitkan (NIOSH REL, OSHA PEL, garis panduan komuniti WHO, ISO 1996, Akta KKP Malaysia 1994) ialah pemberat A. Kecuali ada sebab khusus — biasanya kerana sumber didominasi frekuensi di bawah 200 Hz — biarkan meter pada A.

Jika anda mengukur venue dengan kandungan subwoofer ketara dan bacaan terberat A anda terasa terlalu rendah berbanding apa yang anda rasai di dada, beralih ke C dan laporkan kedua-duanya. Jurang antara A dan C dengan sendirinya bersifat diagnostik: jurang 20 dB (C 20 dB lebih tinggi) bermaksud sumber didominasi bes; jurang 5 dB bermaksud frekuensi pertengahan.

Matematik penuh di sebalik lengkung pemberat ada di halaman sains.

Pemberat masa

Pemberat masa ialah purata eksponen yang dikenakan sebelum nilai dipaparkan. Tiga tetapan piawai:

• Fast (pemalar masa 125 ms) — menangkap variasi kelajuan-pertuturan dan kejadian singkat tanpa berkelip. Lalai untuk hampir semua perkara.
• Slow (pemalar masa 1 s) — bacaan lebih lancar untuk bunyi ambien stabil. Gunakan apabila anda mahu angka stabil untuk dicatat dan sumbernya stabil.
• Impulse (35 ms angkat, 1,5 s lenyap) — direka untuk menangkap transien (tembakan, pukulan tukul, belon meletup). Membaca jauh lebih tinggi daripada Fast untuk kejadian singkat.

Kesilapan biasa membiarkan meter pada Slow apabila mengukur sumber sekejap-sekejap atau berimpuls. Slow underreport puncak kerana pemalar masa 1 saat tidak mempunyai masa untuk "stabil" ke puncak sebelum kejadian berlalu. Gunakan Fast melainkan anda secara khusus mahu pelicinan.

Untuk sumber dengan transien kuat dan kerap — alat bengkel, acara sukan, lapangan tembak — Impulse adalah pemberat paling mewakili, dan beberapa piawai (DS/EN ISO 9612 untuk pengukuran kerja dengan impuls menonjol) memerlukannya.

Purata berbilang sampel

Bacaan tunggal 5 saat menangkap hanya bunyi sepanjang 5 saat itu. Untuk sumber berubah-ubah, snapshot itu jarang mewakili pendedahan jangka panjang yang penting untuk kesihatan.

Dua strategi purata merangkumi kebanyakan kes:

Min aritmetik (Avg)

Statistik Avg pada meter kami ialah min aritmetik semua nilai yang dipaparkan. Untuk bunyi lebih kurang stabil, ini anggaran yang baik bagi paras ambien — contohnya, kipas berjalan pada 55 dBA berterusan akan mempunyai Min, Avg dan Max semuanya dalam 2 dB antara satu sama lain.

Paras berterusan setara (Leq)

Untuk bunyi berubah-ubah, kuantiti yang tepat ialah paras A-weighted berterusan setara, atau LAeq. Itu SPL stabil yang akan menyampaikan jumlah tenaga akustik yang sama sepanjang tempoh pengukuran seperti isyarat berubah-ubah sebenar. Secara matematik:

LAeq,T = 10 × log10( (1/T) × integral( 10^(LA(t)/10) ) dt )

Meter pelayar tidak mengira Leq secara langsung hari ini, tetapi untuk bunyi cukup stabil atau tidak melampau, statistik Avg dalam 1 dB daripada LAeq. Jika anda menerbitkan angka yang memerlukan definisi setara tenaga (cth., untuk pengukuran aduan bunyi), gunakan SLM Kelas 2 dengan integrasi Leq terbina dalam.

Berapa lama untuk mengukur

Sampel lebih pendek pada sumber berubah-ubah berisiko menangkap keadaan atipikal — selepas tenang atau kejadian puncak — dan melaporkannya sebagai mewakili.

Menghapuskan pencemaran

Sebahagian besar ralat pengukuran yang besar datang daripada perkara yang bukan sumber yang ingin anda ukur. Kenal pasti dan hapuskan dalam susunan ini:

1. Angin pada mikrofon. Walaupun bayu lembut mencipta turun naik tekanan yang dibaca sebagai 60 – 80 dBA pada mikrofon. Pengukuran luar tanpa pelindung angin tidak boleh dipercayai di atas ~1 m/s angin. Bola busa di atas mikrofon membantu; untuk kerja luar serius, gunakan windshield berbulu ("dead cat").
2. Bunyi pengendalian dan kabel. Dibincangkan di atas. Letak peranti pada kain dan jangan sentuh.
3. HVAC, peti sejuk, kipas komputer dalam bilik yang sama. Bunyi latar 10 dB lebih rendah daripada sasaran boleh diabaikan. Latar antara 6 dan 10 dB lebih rendah memerlukan pembetulan (tolak kira-kira 1 – 2 dB daripada bacaan gabungan). Latar dalam 6 dB daripada sasaran menjadikan pengukuran tidak boleh dipercayai — hapuskan latar atau gunakan lokasi berbeza.
4. Kehadiran operator. Nafas, gesekan kain, dan bunyi langkah anda mengejutkan kuat pada jarak dekat. Berdiri jauh dari meter; jika anda perlu berdekatan, diam.
5. Hujan pada peranti. Walaupun hujan halus mengetuk peranti dengan tenaga yang boleh didengar. Gunakan lokasi tertutup untuk pengukuran luar.

Senario khusus

Beberapa situasi biasa ada keunikan tersendiri yang berbaloi diketahui.

Pemantauan lalu lintas luar

ISO 1996‑2 mewajibkan pengukuran pada 7,5 m dari garis tengah jalan, pada ketinggian 1,2 m, dengan windshield. Untuk penggunaan rumah tidak rasmi, pilih kedudukan dekat dengan penerima yang berkaitan (tingkap bilik tidur, kerusi beranda) dan purata sekurang-kurangnya 10 minit dalam keadaan lalu lintas yang mewakili.

Mesin tempat kerja

Ukur di tempat telinga operator semasa penggunaan biasa. Jika operator berpindah antara kedudukan, ambil purata terberat masa merentas kedudukan terberat oleh masa yang dihabiskan di setiap satu. Untuk peralatan tugas berubah-ubah (mesin tekan stamping sekejap-sekejap), ukur merentas sekurang-kurangnya satu kitaran penuh.

Konsert, kelab, dan volum venue

Pemberat C membaca lebih mewakili daripada A kerana bunyi berat bes. Ukur di beberapa kedudukan (depan, tengah, belakang, sisi) — bunyi venue jarang seragam. Halaman kesihatan pendengaran memberi panduan NRR pelindung yang anda perlukan untuk tempoh pendedahan berbeza.

Bilik bayi semalaman

Gunakan pemberat masa Slow dan purata sekurang-kurangnya satu jam penuh sepanjang waktu malam yang anda pedulikan. Saranan WHO 30 dBA LAeq dalam bilik tidur semasa tidur adalah rujukan. Mesin bunyi putih, jika digunakan, hendaklah menghasilkan tidak lebih daripada 50 dBA pada kedudukan tempat tidur bayi — banyak mesin pada volum maksimum jauh melepasi itu.

Akustik restoran atau pejabat

Ukur semasa hunian puncak. Bilik kosong membaca 10 – 20 dB lebih tenang daripada bilik penuh. Ambang "keselesaan" yang diterbitkan (50 dBA pejabat, 70 dBA restoran) terpakai pada keadaan penggunaan.

Had pengukuran smartphone

Meter smartphone yang dikalibrasi adalah alat saringan. Ia sangat baik untuk memetakan ruang, mengenal pasti kawasan masalah, dan memberi pengguna bukan pakar keterlihatan pendedahan mereka. Ia bukan meter paras bunyi Kelas 2, dan beberapa situasi memerlukannya:

• Dokumentasi pematuhan. Pemeriksaan OSHA atau JKKP, tuntutan pampasan pekerja, kes aduan bunyi formal semuanya memerlukan SLM dikalibrasi (dan biasanya kalibrator, dokumen, dan rantaian penjagaan bacaan).
• Paras di atas ~95 dBA. Sebahagian besar mikrofon smartphone mengeklip dalam julat ini, melaporkan paras lebih rendah daripada sebenar. SLM Kelas 2 dinilai ke ≥130 dB.
• Analisis frekuensi. Meter kami memaparkan FFT masa nyata yang berguna untuk diagnosis tetapi bukan penganalisis jalur 1/3-oktaf atau oktaf. Piawai yang menetapkan pengukuran jalur oktaf memerlukan peralatan khusus.

Untuk yang lain, smartphone yang dikalibrasi, penempatan teliti, dan pemberat dan tindak balas masa yang tepat akan menghasilkan angka yang anda boleh percaya.

Menyatukan semua

Pengukuran yang boleh dipercayai ialah hasil daripada semua di atas dilakukan dengan betul pada masa yang sama. Sebagai senarai semak untuk mana-mana pengukuran yang penting:

• Mengkalibrasi peranti ini terhadap rujukan yang diketahui (prosedur)
• Mikrofon diletakkan pada kedudukan pendengar, di atas permukaan lembut, tidak dipegang semasa membaca
• A-weighting (atau C-weighting jika khusus mengukur bes)
• Pemberat masa Fast (atau Impulse untuk sumber transien)
• Angin dan pengendalian terkawal (windshield jika di luar, tangan jauh dari peranti)
• Bunyi latar sekurang-kurangnya 6 dB di bawah sasaran, idealnya 10 dB
• Diratakan sepanjang tempoh yang sesuai untuk sumber (sekurang-kurangnya 30 s untuk stabil, 10+ minit untuk berubah-ubah)
• Jarak sumber dan pemberat dilaporkan bersama dengan angka

Dilakukan dengan baik, ini menghasilkan bacaan yang tepat dan boleh diulang — dua kualiti yang anda mahukan setiap kali angka yang anda laporkan mempunyai akibat.