2. Частотный диапазон звука

Рис. 1

Ниже 20 Гц и выше 20 кГц находятся соответственно области неслышимых человеком инфра- и ультразвука. Кривые, расположенные между кривой порога болевого ощущения и кривой порога слышимости называются кривыми равной громкости и отражают различие в восприятии звука человеком на разных частотах.

Поскольку звуковые волны представляют собой колебательный процесс, величины интенсивности звука и звуковое давление в точке звукового поля изменяются во времени по синусоидальному закону. Характерными величинами являются их среднеквадратичные значения. Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих шума или соответствующих им уровней в децибелах от частоты называется частотным спектром шума (или просто спектром).Спектры получают, используя набор электрических фильтров, которые пропускают сигнал в определенной полосе частот -полосе пропускания.

Для получения частотной характеристики шума звуковой диапазон по частоте разбивается на полосы с определенным соотношением граничных частот (рис.2)

Рис.2

Октавная полоса- полоса частот, в которой верхняя граничная частотаfвравна удвоенной нижней частотеfн, т.е.fв/fн = 2.Например, если взять музыкальный звукоряд, то звук с частотойf= 262 Гц это «до» первой октавы. Звук сf= 262x2 = 524 Гц - «до» второй октавы. «Ля» первой октавы это 440 Гц, «Ля» второй - 880 Гц. Чаще всего применяется разбиение звукового диапазона именно на октавы, или октавные полосы. Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой

_____

f с.г. = fн  fв

В некоторых случаях (детальное исследование источников шума, эффективности звукоизоляции) используют деление на полуоктавные полосы (fв/fн =) и третьеоктавные полосы (fв/fн == 1,26).

3. Измерение производственного шума

Звук характеризуется своей интенсивностью и звуковым давлениемРПа. Кроме этого, любой источник шума характеризуется звуковой мощностью, которая представляет собой общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство.

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность источника определится как

Р = ,

где I_n- нормальная к поверхности составляющая интенсивности.

С учетом логарифмической зависимости ощущения от изменения энергии раздражителя (закон Вебера-Фехнера) и целесообразности унификации единиц и удобства оперирования с цифрами принято использовать не сами величины интенсивности, звукового давления и мощности, а их логарифмические уровни

L_J = 10 lg ,

где I– интенсивность звука в данной точке,I₀– интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, равному 10^-12 Вт/м,Р– звуковое давление в данной точке пространства,Р₀– пороговое звуковое давление, равное 210^-5 Па,Ф– мощность звука в данной точке,Ф₀- пороговая звуковая мощность, равная 10^-12Вт.

При нормальном атмосферном давлении

L_J = L_p = L

Для измерения шума с целью оценки его воздействия на человека, используется уровень звукового давления L_p(часто обозначается простоL). Уровень интенсивностиL_J используют при акустических расчетах помещений.

Рис.3

При оценке и нормировании шума используют также специфическую величину, называемую уровнем звука.Уровень звука- это общий уровень шума, измеренный по шкале А шумомера. В современных шумомерах используют обычно две характеристики чувствительности - «А» и «С» (см. рис.). Характеристика «С» практически линейна во всем измеряемом диапазоне и используется для исследования спектра шума. Характеристика «А» имитирует кривую чувствительности человеческого уха. Единица измерения уровня звука –Дб(А). Таким образом уровень в дБ(А) соответствует субъективному восприятию шума человеком.