Вы были на шумной фабрике и вам приходилось закрывать уши? Прошли мимо отбойного молотка на улице и вздрогнули, потому что звук был таким громким? Воздействие громкого шума в течение короткого периода времени обычно не приносит вреда. Но представьте, что вам приходится терпеть это час за часом, день за днем. Если шум является для вас проблемой, первое, что вам нужно сделать, это измерить его громкость, чтобы вы могли предпринять эффективные шаги по его снижению. Раньше проведение точных измерений шума было довольно сложной задачей , но теперь есть автоматизированные электронные шумомеры, которые сделают эту работу за вас. Рассмотрим подробнее!
Что делает один звук громче другого?
Насколько громким кажется звук, зависит от того, кто его слушает. Молодой человек, играющий рок в своей спальне, может не думать, что его музыка громкая. Но у родителей в комнате внизу может быть другое мнение. Другими словами, то, насколько громкими кажутся вещи, является субъективным , а не тем, что мы можем легко измерить. Однако то, что заставляет один звук казаться громче другого, - это количество энергии, которое источник звука передает слушателю в виде колебаний давления в воздухе. Это интенсивность звука, и это объективная вещь - то, что мы можем легко измерить.
Измерители, вычисляют давление звуковых волн, распространяющихся по воздуху от источника шума. Вот почему их иногда называют измерителями уровня звукового давления . Подобные устройства измеряют интенсивность звука в единицах, называемых децибелами , шкале, впервые изобретенной пионером телефонной связи Александром Грэмом Беллом (децибел ).
Понимание шкалы децибел
Вы должны очень внимательно относиться к шкале децибел, потому что это логарифмическая шкала и работает иначе, чем шкала на линейке, которая является линейной шкалой. На линейке расстояние 20 см вдвое больше, чем расстояние 10 см, а 30 см - в три раза. Но логарифмическая шкала децибел увеличивается в степени десяти: каждое увеличение шкалы на 10 дБ эквивалентно 10-кратному увеличению интенсивности звука (что в целом соответствует удвоению громкости). Это означает, что звук 20 дБ в 10 раз интенсивнее звука 10 дБ, а звук 30 дБ в 100 раз интенсивнее. Звук 100 дБ на самом деле в 1 000 000 000 раз интенсивнее звука 10 дБ, а не в 10 раз интенсивнее, как вы могли бы предположить. Вот почему звуки высоко по шкале децибел (примерно от 85-200dB) являются одной из основных причин для беспокойства: звуковые волны несут так много энергии , что они могут повредить ваш слух.
Но как все это перевести в «громкость» - что мы на самом деле думаем о громкости звука? Шкала децибел логарифмическая, потому что именно так реагируют наши уши. 10-кратное увеличение интенсивности звука, измеренное как увеличение на 10 дБ с помощью шумомера, будет для нас примерно как удвоение громкости. Еще одно увеличение в 10 раз и еще одно увеличение на 10 дБ было бы похоже на еще одно удвоение. Объединив эти две вещи, 100-кратное увеличение интенсивности звука приведет к увеличению нашего шумомера на 20 дБ и будет ощущаться как четырехкратное увеличение громкости. Таким образом, звук в 100 дБ на 90 дБ громче, чем звук в 10 дБ, который в миллиард раз интенсивнее и в 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 2 9 или примерно в 500 раз громче.
Шкала децибел
Как работают шумомеры
Шумомеры выглядят довольно просто. Вверху у них есть заостренный стержень, который представляет собой микрофон, который измеряет звук. Стик удерживает микрофон подальше от корпуса инструмента, отсекая отражения и обеспечивая более точные измерения. Внутри квадратного поля в нижней части измерителя электронные схемы измеряют звук, обнаруживаемый микрофоном, и различными способами усиливают и фильтруют его, прежде чем отображать показания на цифровом ЖК- дисплее.
Различные виды шумомеров
Доступны различные виды шумомеров. Самые простые из них показывают максимальный мгновенный уровень звукового давления (SPL) в децибелах в момент их включения. Грубо говоря, это соответствует тому, насколько «громко» звучит шум в момент измерения. Это не всегда очень полезно, если вы хотите измерить средний уровень звука за определенный период времени где-нибудь, например, на шумном производственном предприятии. Для этого вам понадобится чуть более сложное (и дорогое) устройство, называемое интегрированным шумомером. Интегрирование в данном случае означает суммирование за определенный период времени. Для измерения уровней звука за более длительные периоды можно использовать регистрацию данных. Загрузите эти измерения в компьютер и вы сможете нарисовать себе диаграмму, показывающую, как уровень звука изменяется в течение дня, недели или дольше. Такой вид долгосрочного анализа - более справедливый и точный способ определить, является ли звук помехой, чем просто полагаться на одно или два мгновенных измерения.
Типы шумомеров
Измерители уровня звука также сильно различаются по качеству. Лучшие разработаны в соответствии с международными стандартами, такими как IEC 60651, IEC 60804 и ANSI S1.4 и классифицируются как тип (или класс) 0–3. Счетчики, соответствующие самым высоким стандартам, называются типом 0 и подходят для высокоточных измерений (например, в научной лаборатории). Тип 1 немного менее точен, но все же подходит для высокоточной работы. Те, которые соответствуют меньшим стандартам, называются измерителями типа 2 и подходят для более общего использования, но не для лабораторных измерений. Тип 3 метра, которые значительно дешевле, опять же менее точны и подходят только для грубых съемочных работ или для проведения предварительных измерений, чтобы увидеть, нужны ли более точные съемки с помощью прибора типа 0–2.
Виртуальные шумомеры
У вас есть микрофон и ноутбук, так почему бы не объединить их, чтобы создать своего рода виртуальный программный счетчик? Вам потребуется откалибровать свое оборудование (сопоставить уровни звука известной громкости со следами на экране, чтобы вы могли найти уровни неизвестных звуков). Тогда вы можете использовать свой ноутбук точно так же, как любой другой измеритель уровня звука. Вы также можете найти несколько довольно хороших приложений для уровня звука для iPhone, которые работают еще лучше. Хотя не нужно ожидать, что самодельные измерители и телефонные приложения будут соответствовать качеству или точности лучших профессиональных шумомеров (тип 0/1), которые стоят в 10–100 раз дороже.