8.6. Приборы для акустических измерений

Октавные уровни звукового давления измеряются шумомерами с подключенными к ним фильтрами или комбинированными интег­ральными системами. Измерение эквивалентных уровней звука в дБА про­изводится интегрирующим шумомером или дозиметрами шума. [5]

Шумомеры состоят из измерительного ненаправленного микрофона, электронной цепи с корректирующими фильтрами и измерительного прибо­ра с временными характеристиками. Шумомеры имеют корректирующие фильтры со следующими частотными характеристиками А, В, С, Д и линей­ную характеристику Лин. (Lin), которые приведены на рис. 8.19.

Корректирующая шкала А используется для измерения уровней зву­ка в производственных условиях. Шкалы В и С в настоящее время не находят широкого применения. Истинные суммарные значения уровней звукового давления во всем диапазоне частот без коррекции опреде­ляются по шкале Лин. Для измерения уровней шума вне помещения, на­пример, шум летящего самолета, используется шкала Д.

Некоторые шумомеры имеют выход для подключения вычислительной машины. Цифровые шумомеры работают в реальном масштабе времени. В измерительной практике применяются шумомеры, изготовленные в России ПО "Виброприбор", в Дании фирмой "Брюль и Къер" и в Германии фирмой "Роботрон".

Фильтры совместно с шумомером используются для частотного ана­лиза шума. В практике борьбы с шумом применяются фильтры с полосой пропускания, равной октаве или 1/3 октавы. Для физических исследова­ний могут быть использованы фильтры узкополосные или дискретные.

В некоторых случаях шум записывается на магнитофон с последую­щей расшифровкой в стационарных условиях. Такой способ анализа при­меняется, например, при изучении шума авиационных двигателей, так как экспозиция шума очень мала и провести измерения уровней шума сложно. При большой серии измерений расшифровка магнитофонной запи­си может проводиться с помощью ЭВМ. Анализ шума с магнитной ленты производится на анализаторах (спектрометрах) с записью на самописце. Анализаторы звука с полосными фильтрами октавы, 1/3 октавы и менее называются спектрометрами. Современные анализаторы могут работать в реальном масштабе времени для визуального наблюдения спектров. Изме­рительные магнитофоны могут быть использованы для записи и воспроиз­ведения непрерывных импульсных сигналов на звуковых, ультразвуковых и инфразвуковых частотах.

Для оценки уровней звукового давления, создаваемого одиночным источником ультразвука, измерения проводятся в 1/3 полосах частот на рабочем месте или в рабочей зоне при выключенных остальных источ­никах ультразвука. При измерении используется аппаратура, применяе­мая для оценки шума в слышимом диапазоне. Микрофон должен иметь ли­нейную частотную характеристику в ультразвуковом диапазоне.

Для оценки инфразвука применяется такая же аппаратура, как и при измерении шума. Диапазон измерений определяется частотной хара­ктеристикой микрофона (например, измерительные микрофоны, изготавли­ваемые датской фирмой "Брюль и Къер" имеют линейную характеристику, начиная с долей Гц). В инфразвуковом диапазоне измерения проводят по уровням звукового давления в дБ или в общих уровнях в дБ (L_лин) по линейной шкале шумомера.

К контролируемым и измеряемым параметрам вибрации относятся: виброускорение, виброскорость и виброперемещение. При стационарных процессах оп­ределяются среднеквадратичные значения параметров вибрации, а для импульсов и ударов определяются пиковые значения виброускорения.

Измерения вибраций проводятся в зависимости от передачи колеба­тельной энергии на человека - на основании рабочих мест для общей виб­рации и в месте контакта человека с источником при локальной вибра­ции.

Для измерений параметров вибрации могут быть использованы прибо­ры, применяемые для измерения шума, в которых микрофоны заменены вибропреобразователями, а также имеющие интеграторы и градуировку шкалы с единицами виброперемещения (м), виброскорости (м/с) и виброускорения (м/с²). Могут быть использованы специальные приборы: виброметр в комплекте с фильтрами; интегрирующий виброметр, позволяющий измерять эквивалентный уровень вибрации. Вибропреобразователи бывают одно- и трехкомпонентными, допускающие проведение измерения по трем коорди­натным осям одновременно. Чувствительными элементами виброизмеритель­ной аппаратуры являются датчики (акселерометры). Наибольшее распрост­ранение получили пьезоэлектрические, но могут быть и инерционные дат­чики.

По результатам акустических измерений составляются таблицы и строятся графики амплитудно-частотных характеристик. Кроме этого со­ставляется протокол измерений, в который входит программа измерений (цель и объект испытаний, режим и условия работы объекта испытаний, например, число оборотов и нагрузка двигателей и т.п.; точка измере­ний; минимальное необходимое число измерений; тип измерительной аппа­ратуры и суммарная погрешность измерений) и оценка результатов измере­ния в соответствии с требованиями стандартов, технических условий и санитарных норм.