Hangszintmérők magyarázata: osztályok, súlyozások, kalibrálás és terepi használat

Reggel hatkor egy hídfedélzetre állni, vagy egy kompresszor mellé, amire a műhelyben mindenki esküszik, teljesen normális, és előbb-utóbb ugyanarra a következtetésre jutunk: a benyomás nem mérés. Létezik zajszintmérő az átalakítás elvégzésére. A pascalban kifejezett akusztikus nyomás decibelben kifejezett számmá válik, és ez a szám összehasonlítható egy határértékkel, egy alapértékkel vagy egy másik által ugyanott két évvel ezelőtt mért értékkel.

Minden nap megépítjük azt a mérőláncot, amely ezek mögött a számok mögött áll: kondenzátor mikrofonok, többcsatornás dinamikus jelanalizátorok, gerjesztő berendezések és kalibráló műszerek. Folyamatosan ugyanazok a kérdések érkeznek a tesztmérnököktől, a karbantartó csapatoktól és az egyetemi laboratóriumoktól, így ez az útmutató egy helyen gyűjti össze a gyakorlati válaszokat: mit mér a műszer valójában, hogyan osztályozzák a szabványok, hol hibáznak általában a leolvasások, és mikor kell a kézi mérőnek átadnia a helyét a teljes gyűjtőrendszernek.

Mit mér a zajszintmérő

A hangszer belsejében egy mikrofonmembrán néhány nanométert elmozdul, és a hangnyomással arányos feszültséget állít elő. Ezt a nyomást ezután 20 mikropascal referenciaértékhez viszonyítva fejezzük ki, ami nagyjából az 1 kHz-es hallásküszöb, logaritmikus arány használatával: a mért nyomás 10-es bázis logaritmusának 20-szorosa osztva a referencianyomással. A decibelskála azért létezik, mert maga a fül logaritmikus. A hat decibeles emelkedés megduplázza a hangnyomást, a tíz decibeles emelkedés általában nagyjából kétszer olyan hangos, a százszoros nyomásemelkedés pedig kezelhető negyven decibellel.

Jegyezze fel, hogy mit mérnek. A zajszintmérő hangnyomásszintet jelez a kapszula pozíciójában. Nem jelenti a hangteljesítményt, amely magát a forrást írja le, és egészen más módszerekkel nyerjük. Ennek a megkülönböztetésnek a tisztán tartása megakadályozza a sok félreértést, ha a szállító adatlapja és a helyszíni felmérés nem egyezik.

A modern mérőórák ritkán állnak meg a pillanatnyi szinten. A detektor átlagolja a súlyozott jelet, a műszer pedig az eredmények családját tárolja. Az alábbi táblázat felsorolja azokat, amelyek leggyakrabban szerepelnek a jelentésekben és szabványokban.

A műszer belsejében: kapszula, előerősítő, detektor

A legtöbb professzionális mérő fél hüvelykes kondenzátorkapszulát használ. Egy vékony fémezett membrán a hátlap közelében helyezkedik el, és a közöttük lévő változó kapacitás feszültséggé válik. A külsőleg polarizált kapszulákhoz stabil polarizációs tápra van szükség; Az előpolarizált kialakítások tartós töltést hordoznak a membrán anyagában, és könnyebben tolerálják a terepi viszonyokat. A kapszula tájolása is számít: a szabadterű mikrofonok a forrás felé mutatva korrigálják a saját testük által okozott zavarokat, a nyomómikrofonok süllyesztett beépítésre vagy csatolásra szolgálnak, a véletlenszerű beesés típusok pedig megosztják a különbséget.

A kapszula mögött az előerősítőnek rendkívül nagy bemeneti impedanciát kell felmutatnia, hogy az apró kapszulajel túlélje a kábelt. Innen a jel áthalad a frekvenciasúlyozó hálózaton, a négyzetgyökér detektoron a választható időállandókkal, végül a kijelző és naplózó szakaszon. Érdemes emlékezni arra, hogy hol dől el igazán a pontosság. A kijelző szinte semmivel sem járul hozzá a hibákhoz; a kapszula, annak kalibrálása és a hangszer körüli akusztika szinte mindent eldönt.

Mivel minden akusztikus mérés elülső része egy érzékelő, továbbra is kiemelten foglalkozunk a kapszula minőségével és a mechanikai stabilitással. Akusztikus kondenzátormikrofonjaink laboratóriumi és helyszíni használatra készültek, a kimenetüket rögzítő analizátorok mellé.

Akusztikus kondenzátor mikrofonok Termékkategória Ez a kategóriaoldal jelenleg nem sorol fel mikrofon modelleket, de akusztikus kapszulákat helyez el az analizátorok és rezgésmérő berendezések mellett. Termék megtekintése →

Gyakoriság és idősúlyozás a szakzsargon nélkül

Az emberi fül nem minden frekvencián egyformán érzékeny, és egyetlen súlyozás sem felel meg minden kérdésnek. A szabványok ezért több görbét határoznak meg, és a leolvasás értelmetlen, hacsak a görbe nincs megadva a simításához használt időállandóval együtt.

Az idősúlyozás párhuzamosan működik. A Fast 125 ezredmásodperces exponenciális állandót használ, és nagyjából úgy viselkedik, mint az emberi hangosság érzékelése; A lassú egy másodpercet használ, és egyenletesebb leolvasást ad; Az impulzus gyors emelkedést és lassú lecsengést használ az átmeneti eseményekhez. Ha a jelentésben az szerepel, hogy "82 dB" és semmi más, kérdezze meg, hogy melyik súlyozást és időállandót alkalmazta. Ugyanaz az esemény könnyen előállíthat egymástól négy-öt decibeles értékeket különböző beállítások mellett.

Annak érdekében, hogy a számokat a mindennapi tapasztalatokhoz rögzítsük, az alábbi táblázat összehasonlítja a tipikus A-súlyozású szinteket. Ez inkább az intuíció hivatkozása, semmint a mérés helyettesítője.

IEC 61672 osztályok: 1. osztály és 2. osztály a gyakorlatban

Az IEC 61672 nemzetközi szabvány a műszereket két teljesítményosztályra osztja. A különbség nem kozmetikai: meghatározza, hogy a gyártó mekkora tűréshatárt engedjen meg az egyes frekvenciákon, milyen széles legyen a lineáris működési tartomány, és ebből következően milyen méréseket tud hitelesen támogatni a műszer. Az alábbi ábrák inkább tipikusak, mint kimerítőek, ezért mindig ellenőrizze a részleteket a szabvány aktuális kiadása és a nemzeti ellenőrzési szabályok alapján.

Két különböző osztályba tartozó műszer lehet „helyes”, és a frekvencia szélsőértékein egy decibellel vagy annál nagyobb mértékben eltérhet egymástól. Ha a szerződés egy osztályt idéz, az idézést tekintse követelménynek, nem preferenciának.

Öt kérdés, amire meg kell válaszolni a modellek összehasonlítása előtt

Az árlisták ritkán válaszolnak azokra a kérdésekre, amelyek eldöntik, hogy a vásárlás sikeres-e. Általában ezekkel kezdünk beszélgetést:

1. Milyen döntést támogat a szám? Az egyszeri átvilágítás és a szerződéses megfelelési teszt különböző eszközöket indokol.
2. Melyik mérőszámot határozza meg valójában a korlát? A súlyozást, az időállandót és az átlagolási időszakot mind fel kell írni az első mérés előtt.
3. Egyetlen pont vagy térkép? Ha több helyre van szüksége egyidejűleg, vagy zajra van szüksége a rezgés mellett, akkor végül egyetlen kézi mérő lesz a szűk keresztmetszet.
4. Meddig felügyelet nélkül? A naplózás időtartama, a memória, az akkumulátor élettartama, az időjárás elleni védelem és a távoli hozzáférés mind számít, ha egy mérés hetekig tart.
5. Ki ellenőrzi, és milyen gyakran? A kalibrálást és az időszakos ellenőrzést a vásárláskor kell megtervezni, nem pedig az első audit során.

A kalibráció az a szokás, amely elválasztja az adatokat a számoktól

Egy akusztikus kalibrátor illeszkedik a kapszulára, és ismert szintet állít elő, általában 94 dB 1 kHz-en, és 114 dB áll rendelkezésre a linearitás ellenőrzésére magasabb szinteken. A rutin rövid és nem kötelező: ellenőrizze a mérés előtt, ellenőrizze utána, és mindkét értéket rögzítse a fájlban. A fél decibelnél nagyobb drift inkább megállásra és vizsgálatra késztet, mintsem korrekciót alkalmazni és továbblépni.

A környezet ugyanolyan figyelmet érdemel. A kapszulán átfújó szél saját zajt generál, amit a habszivacs szélvédő csökkent, de soha nem szüntet meg. A hőmérséklet, a páratartalom, a légköri nyomás és a kalibrátor illesztése mind-mind enyhén változtatja a leolvasott értékeket. Két hónapos különbséggel végzett felmérés összehasonlításakor ezeket a feltételeket ugyanolyan gondosan jegyezze fel, mint az eszközmodellt.

Ugyanez a fegyelem vonatkozik a tesztprogramok rezgési oldalára is, ahol a gyorsulásmérőknek és a töltéserősítőknek ugyanolyan terepi ellenőrzésre van szükségük. Hordozható rezgéskalibrátorunk lefedi a láncnak azt a részét, így a kombinált zaj- és rezgésmérés egy készlettáskából ellenőrizhető.

Hordozható vibrációs kalibrátor a helyszíni ellenőrzéshez A kategória öt hordozható rezgéskalibrátort sorol fel, amelyek támogatják a gyorsulásmérő és a töltéserősítő láncok helyszíni ellenőrzését a kombinált zaj- és rezgésmérések során. Termék megtekintése →

Ahol a hangszintmérők megérdemlik

Az eszköz általános célú; az alkalmazások specifikusak, és mindegyik megszabja a saját szokásait:

• Környezeti és közösségi zaj. Hosszú távú naplózás a határokon, százalékos statisztikák, valamint az időjárási és üzemi körülmények gondos dokumentálása.
• Épületakusztika. Levegő- és ütésszigetelés, visszhangzási idő és a legtöbb minősítési módszerhez szükséges oktávsávos adatok.
• Gépek és termékek zaja. Domináns források azonosítása, tervezési változatok összehasonlítása, nyilatkozati vagy átvételi tesztek támogatása.
• Munkahelyi expozíció. Személyi dozimetria és területi felmérések, figyelemmel az időtartamra, a csúcseseményekre és a tényleges expozíciós mintára.
• Szállítás. Elhaladási mérések, járműbelső kényelem, sín- és tengeri zaj, ahol általában egyszerre kell rögzíteni a rezgést.
• Oktatás és kutatás. Laboratóriumi gyakorlatok és tanulói projektek, ahol egy robusztus, világos beállításokkal rendelkező műszer jobb szokásokra tanít, mint egy alkalmazás.

Ha egy projekt több ilyen területet is felölel, általában gazdaságosabb az egész láncot egyszerre megtervezni ahelyett, hogy mindegyikhez külön műszert vásárolnánk. A miénk vibrációs és dinamikus tesztelési megoldások e köré szerveződnek: érzékelők, adatgyűjtés, gerjesztés, kalibrálás és szoftver, amelyet úgy terveztek, hogy egy rendszerként működjön.

Szokások, amelyek védik az olvasást

A legtöbb rossz akusztikus adatot nem a rossz hangszerek okozzák. Ennek oka az időkényszerben hozott kis eljárási döntések. Leggyakrabban ezeket látjuk:

1. Tartsa a mérőt karnyújtásnyira, vagy szerelje fel állványra; teste visszaveri a hangot, a keze pedig elfedheti a kapszulát.
2. Irányítson egy szabadmezős kapszulát a forrás felé, és tartsa állandóan a mérési pontok közötti szöget.
3. Jegyezze fel minden tárolt eredmény súlyozását, időállandóját és átlagolási periódusát, ne csak a címsort.
4. Rögzítsen egy rövid hangfájlt vagy egy harmadik oktávos pillanatfelvételt a szint mellett, így a furcsa eredmény később megmagyarázható.
5. Mérje meg a hátteret külön; egy forrás, amely csak néhány decibellel van a háttér felett, nem számszerűsíthető egyszerűen.
6. Minden alkalommal naplózza a műszer sorozatszámát, a kalibrációs értékeket és a firmware verzióját a jelentésben.

Amikor egy kézi mérő már nem elég

A „milyen hangos” kérdésre a kézi mérőműszer válaszol. A "melyik összetevővel és miért" küzd. Ha egy projekthez harmadik oktávos vagy keskeny sávú spektrumokra, forgó gépek sorrendelemzésére, egyidejű zaj- és rezgéscsatornákra vagy hónapokon át tartó folyamatos monitorozásra van szüksége, a következő természetes lépés egy többcsatornás dinamikus jelanalizátor a megfelelő jelátalakítókkal.

Ez a lépés hasznos módon megváltoztatja a munkafolyamatot. Minden csatorna egy időbázison osztozik, így a fáziskapcsolatok fennmaradnak, és lehetővé válik az átviteli útvonal elemzése. Az adatok streamelhetők a hálózatra, ahelyett, hogy a helyről visszavihetők a memóriakártyára. És ugyanaz a hardver, amely rögzíti a zajt, rögzíti a gyorsulást, az erőt és a feszültséget is, ami pontosan az, amit egy modális teszt vagy egy 故障 vizsgálat megkövetel.

A hálózatba kapcsolt analizátorokat, például a ZTN8128-as családba tartozó műszereinket általában ott alkalmazzák, ahol több mérési pontot együtt kell rögzíteni, például egy gépházat, egy sebességváltó tesztállványt vagy egy épület homlokzatát több mikrofonpozícióval.

ZT-N8208I 8 csatornás feszültség/IEPE dinamikus jelanalizátor Nyolc csatornás, 24 bites analizátor 100 Mbps Ethernettel, IEPE gerjesztéssel és 128 kHz-es mintavétellel a szinkronizált rezgés- és ütésméréshez. Termék megtekintése →

Ha mérlegeli a két megközelítést, akkor megjegyzésünk erről miben különbözik a dinamikus jelelemző a hagyományos műszertől részletesebben végigjárja a kompromisszumokat.

A minta mindezekre nézve következetes. A zajszintmérő sokkal jobban jutalmazza a felkészülést, mint a funkciókat: a megadott mérőszám, ellenőrzött kapszula, ésszerű mérési pozíció és rögzített kalibrálási ellenőrzés felülmúlja a drágább, hanyagul használt műszert. Függetlenül attól, hogy a szám végül egy megfelelőségi jelentést, egy tervezési döntést vagy egy diák első kísérletét támasztja alá, ugyanazt a fegyelmet érdemli. Ez az a része a munkának, amelyet a legjobban élvezünk, és mindig szívesen beszélünk a mérési láncon keresztül, mielőtt megrendelnénk, nem pedig utána.