Шум
В современном обществе мы постоянно подвергаемся воздействию звуков. Большинство звуков доставляет нам удовольствие, но в некоторых ситуациях звук превращается в шум.
Существуют разные мнения по поводу того, что считать шумом, так как одни люди более чувствительны к звукам, чем другие. Однако все могут согласиться, что шум — это нежелательный звук. Принимая во внимание наш слух, можно сказать, что громкий шум — это такой звук, который может привести к нарушению слуха.
Шум вызывает в нас агрессию, усталость, невозможность сконцентрироваться на . Он является причиной расстройств нервной системы, преждевременного старения и в 30 случаях из 100 укорачивает на годы жизнь обитателей больших городов.
Условия измерения
Время оценки шума Т в помещениях жилых и и на селитебной территории следует принимать днем — непрерывно в течение 8 ч, ночью — непрерывно в течение 0,5 ч (в наиболее шумные периоды суток).
Продолжительность измерения шума Т_m следует устанавливать в зависимости от характера шума.
Продолжительность измерения постоянного шума должна составлять не менее 3 мин. В каждой точке должно быть произведено не менее 3 отсчетов уровней звука (октавных уровней звукового давления).
Измерение непостоянного шума следует проводить в периоды времени оценки шума Т, которые охватывают все типичные изменения шумового режима в точке оценки. Продолжительность каждого измерения непостоянного шума Т_m в каждой точке должна составлять не менее 30 мин.
Измерение прерывистого шума, уровни звука которого остаются постоянными в интервалах длительностью 30 мин и более, следует проводить в течение полного цикла характерного действия, прерывистого шума в дневное или ночное время.
Отсчет уровней звука прерывистого шума, уровни звука которого остаются постоянными в интервалах длительностью менее чем 0,5 мин, а также колеблющегося во времени и импульсного шума следует производить с интервалами от 5 до 6 с. В каждой точке за период измерения шума Т_m должно быть произведено 360 отсчетов уровней звука.
Приборы для измерения уровня
... получили указательные стекла, поплавковые, буйковые, манометрические уровнемеры. Наиболее простыми приборами для измерения уровня являются указательные стекла (водомеры), применяемые в паровых котлах, а ... следующими показателями: поплавковый -- 24%, кондуктометрический -- 5%, ёмкостный -- 15%, на основе измерения времени прохождения сигнала -- 15%. Примечательно, что чаще приходится измерять уровень ...
Отсчет уровней звука прерывистого шума, уровни звука которого остаются постоянными в интервалах длительностью 0,5 мин и более, следует производить в каждом из этих интервалов, а также в паузах между ними.
Длительность интервалов, в течение которых уровни звука прерывистого шума остаются постоянными, и пауз между ними следует хронометрировать с точностью до 0,1 мин.
Измерение шума в помещениях жилых и общественных зданий следует проводить не менее чем в трех точках, равномерно распределенных по помещениям не ближе 1 м от стен и не ближе 1,5 м от окон помещений на высоте 1,2-1,5 м от уровня пола.
При измерении шума в помещениях зданий с целью определения соответствия уровней шума допустимым уровням шума окна и двери должны быть закрыты. В случае, когда необходимый гигиенический воздухообмен обеспечивается через форточки или фрамуги и источники шума располагаются вне зданий, окна и двери должны быть закрыты, а форточки и фрамуги — открыты.
Во время измерения шума в помещениях должен находиться только персонал, занятый измерением шума.
Измерение шума следует проводить в помещениях, оборудованных в соответствии со своим назначением.
В отдельных случаях допускается проводить измерение шума в необорудованных помещениях.
Измерение шума на селитебной территории следует проводить: на площадках отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадках детских дошкольных учреждений и участках школ, территориях больниц и санаториев — не менее чем в трех точках, расположенных на ближайшей к источнику шума границе площадок (вне звуковой тени) на высоте 1,2-1,5 м от уровня поверхности площадок; на территории, непосредственно прилегающей к жилым домам и зданиям больниц, санаториев, детских дошкольных учреждений и школ — не менее чем в трех точках, расположенных на расстоянии 2 м от ограждающих конструкций зданий на высоте 1,2-1,5 м от уровня поверхности территории и, при необходимости, на уровне середины окон. Окна зданий в этом случае должны быть закрыты.
В случае, когда источники шума находятся в помещении внутри здания (например промышленного цеха), форточки, фрамуги и другие проемы этого помещения должны быть при измерении шума на селитебной территории открыты, если это предусматривается условиями эксплуатации.
Измерение уровней звука (октавных уровней звукового давления) помех (шумов, которые не подлежат измерению) должно производиться в тех же точках и в то же время, что и уровней звука (октавных уровней звукового давления) измеряемого шума.
При проведении измерения шума аппаратура не должна подвергаться воздействию вибрации, магнитных и электрических полей, радиоактивного излучения и других неблагоприятных факторов, влияющих на результаты измерения.
Измерение шума на селитебной территории не должно проводиться во время выпадения атмосферных осадков и при скорости ветра более 5 м/с. При скорости ветра свыше 1 до 5 м/с следует применять экран для защиты измерительного микрофона от ветра.
Проведение измерения:
Измерительный микрофон должен быть направлен в сторону основного источника шума и удален не менее, чем на 0,5 м от оператора, проводящего измерение. В случае если в помещении невозможно определить основной источник шума, ось микрофона должна быть направлена перпендикулярно поверхности пола. Переключатель частотной характеристики измерительной аппаратуры при проведении измерения уровней звука следует устанавливать в положение «А», а при проведении измерения октавных уровней звукового давления — в соответствии с инструкциями к этим приборам. Переключатель временной характеристики измерительной аппаратуры должен быть установлен в положение «медленно» при измерении постоянного и прерывистого шума, в положение «быстро» при измерении колеблющегося во времени шума и в положение «импульс» при измерении импульсного шума. Значения уровней звука (октавных уровней звукового давления) постоянного и прерывистого шума следует принимать по средним показаниям при колебании стрелки прибора. Значения уровней звука колеблющегося во времени и импульсного шума следует принимать по показаниям стрелки прибора в момент отсчета. Значения уровней звука (октавных уровней звукового давления) следует считывать со шкалы прибора с точностью до 1 дБА (дБ).
Производственный шум
... для измерения уровня шума позволяет получить сравнительно небольшой интервал логарифмических величин от 0 до 140 дБ. Уровни звукового давления некоторых источников шума имеют следующие значения: ... из важнейших проблем современности. Физические характеристики шума По физической природе шумом является всякий нежелательный для человека звук. Звук обусловливается механическими колебаниями в упругих ...
Шумомер
Международные стандарты, определяющие средства и методы измерения шума, появились относительно недавно – в конце 60-х. Но они стали результатом кропотливого долголетнего труда многих и многих исследователей, сложивших свои головы (в переносном смысле, конечно) во славу торжества науки.
Главной проблемой на пути получения корректных количественных оценок стал, так сказать, человеческий фактор, ведь шум (да и звук вообще) – явление скорее психофизиологическое, чем чисто физическое. Поэтому для количественной оценки шума нужно было принять во внимание не только физические свойства самого явления, но и его восприятие человеком и влияние на организм. Действительно, человеческое ухо, в терминах электроники, является нелинейным преобразователем звуковых колебаний и играет роль сложного полосового фильтра (даже целого комплекса фильтров): громкость низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных тональных звуков с одинаковым уровнем звукового давления в субъективном восприятии будет различна (тон средней частоты кажется громче тонов низкой и высокой частот).
Совершенно естественно, что ответ на вопрос, как учесть психофизику шума в его количественных оценках, можно было получить только опытным путем.
В начале 30-х годов группой американских ученых были проведены важнейшие практические исследования зависимости субъективной громкости звука от его частоты. Результатом этих исследований стало семейство кривых, показывающих различие уровней интенсивности звука для чистых тонов, кажущихся одинаково громкими. В дальнейшем эти кривые получили название контуров громкости (второе название – кривые Флетчера-Мэнсона).
Рис. 1. Контуры одинаковой громкости
одно-числовой
Рис. 2. Частотные характеристики корректирующих схем A, B и C
Надо заметить, что стандартом де-факто стала характеристика А, и результаты измерений уровней звука, скорректированных именно по этой характеристике, фигурируют в подавляющем большинстве нормативных и технических документов. Что касается характеристик B и С, то первая канула в лету, вторая же все еще находит применение в некоторых отраслях (в частности, при исследовании шума реактивных двигателей и военной техники).
Первое требование шумомеру определено: наличие в нем хотя бы корректирующей схемы А.
Второе требование к шумомеру: обязательно наличие в нем технических средств частотного анализа шума. Тут возникникают крупные проблемы (в основном, финансового плана):
Наиболее гибко провести частотный анализ шума можно только посредством специализированных анализаторов спектра, которые, как правило, чудовищно дороги. На практике обычно ограничиваются анализом шума в октавных полосах частот, и большинство современных прецизионных шумомеров имеют встроенные октавные полосовые фильтры, позволяющие проводить такой анализ. Шумомеры со встроенными октавными фильтрами, конечно, дешевле анализаторов спектра. Но и их цена лежит в пределах 5-10 тысяч. В некоторых случаях может потребоваться анализ шума в третьоктавных полосах частот. Фильтры, позволяющие проводить такой анализ, есть далеко не во всех шумомерах и зачастую являются опцией, поставляемой по отдельному заказу. Самое интересное, что эта «опция» обычно обходится заказчику в весьма большую сумму и в очень «запущенных» случаях может составлять не менее 70-100% от стоимости самого шумомера!
Третье по счету требование к измерительному оборудованию: оно должно быть точным и иметь хорошую стабильность параметров. Здесь также возможно возникновение проблем, поскольку не все (даже относительно дорогие) шумомеры укомплектованы качественными высокочувствительными микрофонами и имеют действительно низкий уровень собственного шума, вносимого измерительным трактом.
Методика измерения шума кулеров.
Возьмем, к примеру, шумомер Bruel&Kjaer Type 2203, который является надежным аналоговым прибором, успешно работающим почти двадцатилетний стаж работы без единого замечания.
свободном звуковом поле
Исходя из возможностей оборудования, при выборе методики эксперимента остановимся на методе определения шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью.
Причина выбора заключается в следующем:
1. Данный метод не очень требователен к условиям проведения измерений. Эксперимент может быть поставлен как в полузаглушенных камерах, так и на открытых площадках и в помещениях.
2. Микрофон шумомера имеет оптимальную (линейную) частотную характеристику именно в условиях свободного звукового поля.
3. Данный метод позволяет ограничиться частотным анализом шума в октавных полосах частот вместо анализа в третьоктавных полосах. Для наших целей в большинстве случаев частотный анализ в третьоктавных полосах будет неоправдан как по затраченному на его проведение времени, так и по добротности результата.
4. Имеется доступ к полузаглушенной камере.
Кратко о самой процедуре измерений. Эксперимент проводится в полузаглушенной камере (заглушенная камера со звукоотражающим полом) с геометрическими размерами 5х5х4 м. Перед проведением измерений уровня шума кулеров оценивается уровень фонового шума (измеряется в центре и по периметру помещения в четырех точках на расстоянии 1 м от стен, полученные результаты усредняются).
Далее кулеры закрепляются в центре помещения на высоте 0,35 м на упругом подвесе, установленном на невысоком штативе. В качестве поверхности измерения выбрана полусфера с радиусом 1,2 м, а количество точек измерения и их расположение на поверхности полусферы. Первоначально производится измерение уровня звука LA в каждой точке. По усредненному результату принимается решение о возможности проведения дальнейших измерений или же о необходимости внесения поправок Δ к измеряемым уровням звука (звукового давления) в соответствии с условиями Таблицы 1.
|
Таблица 1 |
||||||||||
|
Если разность ΔL более 6 дБА, то в каждой точке проводится серия измерений уровней звукового давления в октавных полосах частот и уровня звука LA; каждое измерение длится 3 минуты и регистрируется среднее значение показаний прибора. Рабочие результаты по всем точкам претерпевают в дальнейшем математическую обработку (анализируются и усредняются) для получения конечного результата исследования – скорректированных и усредненных уровней звукового давления в октавных полосах частот или уровней звука LA. Определение уровней звуковой мощности не производится, но по необходимости эта процедура может быть с легкостью проведена на основе наших конечных результатов исследования.
Обработка и анализ результатов измерений
Первоначально массив результатов измерений анализируется, и по условиям Таблицы 1 вносятся необходимые коррективы, учитывающие фоновый шум.
Зарубежный стандарт (ISO 3744) настаивает на представлении результата в форме:
Ld = Lm + 1,645*σr
где
Ld – протокольный результат (конечный результат);
- σr – СКО результатов измерений.
Добавка к уровню Lm фактически учитывает погрешность измерений (думаю, множитель 1,645 хорошо знаком специалистам-метрологам).
Для нашего метода измерений величина параметра σr, определенная стандартом ISO 3744, составляет 1,5 дБ. Здесь слегка увеличили значение данного параметра (погрешность измерений иногда лучше немного преувеличить, чем приуменьшить).
В результате, соотношение, которое используется для представления результата измерений, выглядит очень просто:
Ld = Lm + 3
Полученные значения Ld округляются до ближайшего целого. Итогом обработки результатов является диаграмма, которая и публикуется в обзорах.
Вывод
Естественно, для пользователя было бы интересно, каким будет уровень шума в его конкретной системе при установке какого-то конкретного кулера. Но дать такую информацию (причем объективную и точную) не представляется возможным.
Есть, конечно, методологический принцип наихудшего варианта: выбираем предварительно самую шумную компьютерную систему и проводим измерения уже на ее основе. Полученный при этом результат будет показывать самый высокий уровень шума из всех возможных и может считаться вполне объективной точкой отсчета для дальнейших оценок шума более «спокойных» систем. Но как выбрать этот пресловутый самый наихудший (в акустическом смысле) вариант из всего многообразия конфигураций? Ответа на такой вопрос нет, поскольку шумность системы зависит не только от самой этой системы, но и от кулера, установленного в ней. Речь здесь идет о структурной вибрации. Дело в том, что кулер является не только источником шума, но и источником вибрации. Вибрационные колебания (которые, как правило, лежат в диапазоне от 10 до 500 Гц) передаются на корпус через жесткие сочленения (крепеж кулера, крепеж материнской платы) и являются причиной дополнительного шума с частотами вплоть до 4 кГц и выше, в зависимости от конструкции корпуса (вследствие, так сказать, гармонического размножения колебаний).
Поэтому вполне вероятно, что достаточно тихая система может серьезно подкачать в акустическом смысле при установке какого-то другого кулера с более высоким уровнем вибрации.
Во-первых, уровень звука LA компьютерных систем, начиненных кулерами с высокопроизводительными , практически не отличается от уровня звука LA собственно самих этих кулеров.
Во-вторых, при установке кулеров в корпуса меняется спектральный состав шума: наблюдается его сосредоточение в низкочастотной и среднечастотной областях.
Наконец, в-третьих, «толстостенные» брэндовые корпуса в субъективном отношении оказываются предпочтительней, чем кооперативно-китайские: у систем в «левых» корпусах шум смещен и усилен в среднечастотной области акустического спектра, соответственно, кажется более раздражающим, чем преимущественно низкочастотный шум систем в брэндовых корпусах, несмотря на почти что одинаковый в некоторых случаях уровень звука LA.
Тест:
1. Шум –это:
А. желательный звук
В. очень тихий звук
С. нежелательный звук
2. Продолжительность каждого измерения непостоянного шума Т_m в каждой точке должна составлять не менее:
А. 10 минут
В. 20 минут
С. 30 минут
3. Во время измерения шума в помещениях должен находиться:
А. только персонал, занятый измерением шума
В. персонал и все желающие
С. человек, который не занимается измерением шума
4. Значения уровней звука (октавных уровней звукового давления) следует считывать со шкалы прибора с точностью до:
А. 1 дБ
В. 2 дБ
С. 3 дБ
5. Прибор для измерения шума:
А. шумометр
В. шумомер
С. метрошум
6. В начале 30-х годов группой американских ученых были проведены важнейшие практические исследования зависимости субъективной громкости звука от его частоты. Результатом этих исследований стало семейство кривых, показывающих различие уровней интенсивности звука для чистых тонов, кажущихся одинаково громкими. В дальнейшем эти кривые получили название:
А. семейство кривых
В. контуров громкости
С. контуров кривых
7. Первое требование шумомеру определено: наличие в нем хотя бы корректирующей:
А. схемы А
В. схемы В
С. схемы С
8. Какой шумомер используется для измерения шума кулеров в данном материале:
А . Bruel &Kjaer Type 2203
В. Bruel&Kjaer Type 2230
С. SVAN 948
9. Метод, который не зависит от внешних условий при проведении измерений – это определение уровня звуковой мощности на основе:
А. свободного звука
В. слабого звука
С. интенсивности звука
10. Эксперимент проводится в:
А. полузаглушенной камере с геометрическими размерами 5х5х4 м
В. заглушенной камере с геометрическими размерами 4х4х5 м
С. не заглушенной камере с геометрическими размерами 5х5х4 м
11. Шум (да и звук вообще) – явление скорее …………., чем чисто физическое.
А. химическое
В. психофизиологическое
С. психическое
12. Переключатель временной характеристики измерительной аппаратуры должен быть установлен в положение ………… при измерении постоянного и прерывистого шума.
А. «импульс»
В. «быстро»
С. «медленно»
13. В отдельных случаях допускается проводить измерение шума в:
А. необорудованных помещениях
В. оборудованных помещениях
С. оборудованных зданиях
Использованная литература:
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/izmerenie-shuma/
http://www. /cpu/noise-investigation — methodology. shtml http://www. yondi. ru/inner_c_article_id_1122.phtm http://lady-x. ru/homedoctor/doctor/005.html
