声级计原理图
声级计(SLM)是一种仪器(通常为手持式),用于以标准化方式测量声级。它对声音的响应方式与人耳大致相同,并且可以客观地测量声压级。
此系列文章将带您深入了解声级计及其原理,内容包括:
声级计有什么用处声级计的工作原理时间计权频率计权频率分析显示屏校准国际标准
声级计有何用处
声级计可用于测量和管理各种来源的噪声,包括工厂、道路和铁路交通以及建筑工程的噪声。除体育活动、户外音乐会、休闲公园以及住宅和商业街区等典型的城市环境外,还有许多不同的声音来源,每种声音源都有不同的特征,这给评估它们的专业人员带来了特定的问题。
声级计的工作原理是什么?
声级计由传声器、前置放大器、信号处理器和显示屏组成。传声器将声音信号转换为等效的电信号。最适合于声级计的传声器类型是电容式传声器,其精度、稳定性和可靠性都很高。传声器产生的电信号很弱,所以先用前置放大器对其进行增强,然后再由主处理器进行处理。
信号处理包括按照国际标准(例如IEC 61672-1,声级计符合该标准)对信号进行频率计权和时间计权。
时间计权
时间计权指声级计对声压变化的反应方式。它是波动信号的指数平均值,提供了易于读取的值。该分析仪采用快速、慢速和脉冲(或“ F”、“ S”和“ I”)时间计权,它们是根据大多数国际和国家标准所要求的计权。环境评估标准通常会规定使用哪种时间计权。
信号通过计权滤波器处理,在分析仪屏幕上显示声压级,以分贝(dB)表示,参考值为20μPa。声压级值至少每秒更新一次。
简而言之,评估变化的噪声级就意味着得到一个平均声级值。在全世界范围内,“等效连续声级”Leq被称为基本平均参数。Leq表示被测的波动声压级中能量的多少,它在测量期间保持稳定。它测量的是在变化的声级下的平均能量。
尽管大量研究表明Leq与烦扰度关系很大,但这并不是烦扰度的直接衡量指标。
可以使用最专业的声级计(有时称为积分声级计)直接测量Leq。如果使用A计权滤波器,则将其表示为LAeq,即通过A计权滤波器对等效连续声级的测量。
频率计权
频率计权可调整声级计响应不同声音频率的方式。这是必要的,因为人耳对声音的敏感度会因声音的频率而异。IEC 61672-1定义了频率计权A、C和Z,但在专门应用中偶尔也会使用其他频率计权。
A计权 – dBA/dB(A)
A计权调整信号的方式类似于人耳在中等声级下的响应。它基于40dB等响度曲线。噪声参数的符号通常包含字母“A”(例如LAeq),表示测量中已包含该频率计权。
几乎所有环境和工作场所噪声测量都需要A计权,这在国际和国家标准和指南中都有规定。A计权滤波覆盖了10Hz至20kHz的整个音频范围。
C计权 – dBC/dB(C)
人耳的响应随声级而变化。C频率计权对应于100dB等响度曲线,也就是说,人耳在相当高的声级下的响应。C计权主要用于评估高声压级的峰值。也可以用于测量娱乐噪声,但低音噪声的传输可能会有问题。
Z计权 – dBZ/dB(Z)
“零”频率计权是10Hz到20 kHz±1.5dB之间的平坦频率响应,不包括传声器的响应。
如今,A计权网络是使用最广泛的频率计权。C计权与主观测试并无多大的关联性,因为等响曲线是基于使用纯音的实验得出的——大多数普通的声音并非纯音,而是由许多不同的音组成的非常复杂的信号。
未完待续……
频率分析显示屏校准国际标准
文章转载自BK声学与振动
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