Звуковое давление или что такое громкость
Звук – разновидность кинетической энергии, которая называется «акустической» и представляет собой пульсацию давления, возникающую в физической среде при прохождении звуковой волны.
Интенсивность звука – сила звука, средняя по времени энергия, переносимая звуковой волной через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения волны в единицу времени.
Громкость звука – субъективная величина слухового ощущения, которая зависит от интенсивности звука и его частоты. При неизменной частоте громкость звука растет с увеличением интенсивности. При одинаковой интенсивности наибольшей громкостью обладают звуки в диапазоне частот 700-6000 Гц. Ну- левой уровень громкости звука соответствует звуковому давлению 20 мкПа и силе звука 10-12 Вт/м2 при частоте 1 кГц.
Звуковое давление – звуковая энергия, которая попадает на единицу площади, расположенную в заданном направлении от источника звука и удаленную от него на определенное расстояние (как правило, на 1 м). Звуковое давление измеряется в паскалях (Па).
Децибел – логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений, безразмерная носительная характеристика, позволяющая сравнивать между собой нужные величины:
Величина в децибелах = 10 lg (вычисляемая величина/опорная (базисная) величина).
Элементарные сведения о звуке
В звуке можно выделить следующие определяющие элементы: высота (высокий/низкий), интенсивность (слабый/сильный), тембр (мягкий, ясный и т.д.). Тембр определяемый гармониками, формирует слуховые ощущения, то есть, позволяет отличать один музыкальный инструмент или голос от другого. Скорость, с которой распространяется звук, строго связана с характером (природой) упругих сред. Далее мы будем рассматривать прохождение звука только через воздух. Скорость звука в воздухе составляет примерно 340 м/с и меняется с изменением температуры. Для расчета скорости звука при различных температурах, используется следующая формула:
V – скорость звука в м/с
°C – температура воздуха в градусах Цельсия
Если частота звуковых колебаний находится между 20 и 20000 раз в секунду (Гц), то данные вибрации производят у человека слуховое ощущение. Считается, что человек слышит звуки в диапазоне частот от 16 Гц до 20 кГц, но практически слышимый диапазон находится в пределах от 100 Гц до 10 кГц (низкий мужской голос 400Гц, женское сопрано 9 кГц). Отношение скорости звука к его частоте есть расстояние, пройденное звуковой волной за один период, по другому называется длиной звуковой волны:
где
λ – длина волны
V – скорость звука, м/с
f – частота, Гц
Полный период колебания волны (звукового давления) состоит из полупериода сжатия (повышения давления) и последующего полупериода разряжения молекул воздуха (понижения давления). Звуки с большей амплитудой (громкие) вызывают более сильное сжатие и разряжение молекул воздуха, чем звуки с меньшей амплитудой (тихие).
В зависимости от контекста существует множество различных определений звука:
Звук – это упругие волны, продольно распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания. Чтобы понять, как распространяются данные волны, дополним это определение:
Звук – это процесс последовательной передачи колебательного состояния в упругой среде.
В современной физике утвердился взгляд, при котором многие процессы отождествляют с энергией.
Звук – это разновидность кинетической энергии, которая называется «акустической» и представляет собой пульсацию давления, возникающую в физической среде при прохождении звуковой волны. Звук распространяется по волновым законам, следовательно, к нему применимы такие общие физические понятия, как интерференция и дифракция. Результатом интерференции может быть как усиление, так и уменьшение уровня звука, например, при сложении одного и того же сигнала, но с различной фазировкой. При расчете параметров звукового поля на открытых пространствах следует учитывать множество различных факторов, например, влажность, ветер, температуру, например, при высокой температуре звук распространяется вверх, а при низкой температуре – вниз.
Частотный и динамический диапазоны
На рис. 2.3 приведены частотные и динамические диапазоны различных звуковых источников. Из рисунка видно, что динамический диапазон человеческой речи лежит в пределах от 30 до 100 дБ. Уровень 30 дБ соответствует тихому разговору, 100 дБ сильному крику. Под порогом слышимости подразумевают минимальные значения звукового давления, при которых звук еще воспринимается человеком. Принято считать, что человек слышит сигналы от 1 до 130 дБ. Уровень 1 дБ называется порогом слышимости, 130 дБ – это болевой порог.
Рис. 2.3 Частотный и динамический диапазоны
различных звуковых источников
Уровень шума
Одним из наиболее важных параметров при расчете уровня звукового давления является уровень шума. Установлено, что человек способен (слышать) улавливать звуки с уровнем 1 дБ (20 мкПа, 10-12 Вт/м2), который называется порогом слышимости. Но это возможно только при хорошем слухе и в отсутствии шума. Так как в реальных условиях, шум всегда присутствует, то различить полезную (звуковую) информацию на фоне шума можно при условии, что уровень звука превышает уровень шума, как минимум на 3 дБ (в 2 раза). Для хорошей разборчивости данная разница должна состав-лять минимум 6 дБ (в 4 раза). В нормативной же документации данный запас составляет 15 дБ.
Рис. 2.4 Уровни шума для различных пространств
Анализ окружающей среды
Окружающая среда, в которой функционирует СОУЭ, должна рассматриваться как компонент системы. Тщательный анализ этой среды, является определяющим фактором в выборе элементов формируемой цепи. Для анализа окружающей среды наиболее часто используются два инструмента: измеритель уровня звука, которым оценивается окружающий уровень шума, и измеритель нелинейности, который показывает уровень искажения и деградации, которой подвергнут звуковой сигнал. Последний имеет передатчик и приемник, работающие с шифрованными сигналами (RASTI метод) для обеспечения величины разборчивости за несколько секунд с учетом реверберации окружающей среды. Данная величина характеризуется «индексом разборчивости» (между 0 и 1). Для объектов, специфика которых не критична с точки зрения акустики (торговые центры, офисы, дома) необходимость в применении более сложных измерителях отсутствует.
Реверберация
В акустике присутствует множество различных факторов, которые необходимо учитывать при выборе и расстановке звукового оборудования и микшерного пульта. Одним из таких факторов является реверберация. Звук в закрытых или открытых пространствах распространяется по разному. Стены комнаты отражают звуковые волны, тогда как на открытой площадке волны проходят практически без столкновений с какими-либо препятствиями. В закрытом пространстве за счет отражений уровень звука выше. В открытом пространстве звук распространяется практически по прямой. Прямой звук идентичен оригиналу по качеству и форме. Отраженный звук, наоборот, сильно зависит от отражающей способности места (после неопределенного числа отражений, достигает слушателя со всех сторон, и слушатель не может точно установить точку его происхождения). Распространение звука в этом случае происходит через первичные и вторичные отражения исходного звука от горизонтальных и вертикальных поверхностей помещения. Уровень отражения в большой степени зависит от характера стен, типа материала, из которого они сделаны, их гладкости, поглощающих свойств и изменения поглощения на раз-личных частотах. Мебель также может играть решающую роль в распространении звука – в зависимости от ее расстановки и поглощающей способности. Слушателю приходится воспринимать как прямой, так и отраженный звук. Время, с момента, в который звуковой источник прекращает излучать до момента, в который звук больше не воспринимается, определяется как время реверберации. Замечено, что любая среда характеризуется собственной «музыкальной окраской», связанной с распространением отраженных звуков и временем реверберации, которое и характеризует эту среду. Единственной переменной в уже существующей структуре остается мебель. Наилучшие результаты могут быть получены, когда принимается во внимание конструкция мебели, материал, из которого она сделана и ее расстановка в помещении.
Реверберация – это явление, которое возникает, когда слышен не прямой звук от источника, а отраженный от встречающихся на пути звуковой волны препятствий или помех различного характера. Для предотвращения нежелательного воздействия отраженного звука на прямой необходимо, чтобы последний, при задержке более чем на 50 мс, достигал слушателя уменьшенным не более чем на 10 дБ. Время реверберации пропорционально объему окружающего пространства и обратно пропорционально суммарному поглощению поверхностей, составляющих ее. Отраженный звук, который достигает уха слушателя через 40-50 мс после прямого, расценивается как усиление, окраска первоначального звука. Отраженные звуки, которые доходят с задержкой 50-80 мс, наоборот, искажают первоначальный сигнал и могут стать причиной потери разборчивости.
Общие сведения о звуковом давлении
Звуковое давление – звуковая энергия, которая попадает на единицу площади, расположенную в заданном направлении от источника звука и удаленную от него на определенное расстояние (как правило, на 1 м). Звуковое давление измеряется в паскалях (Па).
Уровень звукового давления (англ. SPL, Sound Pressure Level) – значение звукового давления, измеренное по относительной шкале, отнесённое к опорному давлению Рspl = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц. SPL измеряется в децибелах (дБ). Децибелы, в отличие от паскалей, чаще применяются на практике из-за большего удобства. Считается, что человек слышит в диапазоне 0-120 дБ (20 — 20000000 мкПа). В таблице 2.2 приведена зависимость между звуковым давлением в мкПа и уров-нем звука в дБ.
| Звуковое давление (мкПа) | Уровень звука (дБ) |
| 20 | 0 |
| 60 | 10 |
| 200 | 20 |
| 600 | 30 |
| 2.000 | 40 |
| 6.000 | 50 |
| 20.000 | 60 |
| 60.000 | 70 |
| 200.000 | 80 |
| 600.000 | 90 |
| 2.000.000 | 100 |
| 6.000.000 | 110 |
| 20.000.000 | 120 |
Зависимость уровня звукового давления от подводимой мощности
Слух, как и другие человеческие ощущения, воспринимает воздействие по логарифмическому закону (см. рис. 2.6). Для того чтобы удвоить звуковое давление, не достаточно удваивать число источников звука или электрическую мощность громкоговорителей, а необходимо удесятерять. Увеличение акустического давления может быть получено установкой нескольких громкоговорителей, расположенных близко друг к другу и ориентированных в одном направлении или при каждом удвоении мощности громкоговорителей, в любом случае, увеличение (или уменьшение) акустического давления будет ±3 дБ (в дальнейшем мы сформируем более точное правило). Для построения зависимости уровня звукового давления от подводимой мощности обратимся к теории. Мгновенное значение звукового давления в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды, поэтому практический интерес представляет среднеквадратичное значение данной величины, называемое интенсивностью звука.
Интенсивность – это поток энергии в какой-либо точке среды в единицу времени, прошедший через единицу поверхности (1 м2), являющейся нормалью к направлению распространения звуковой волны (измеряется в Вт/м2). Интенсивность иначе называют силой звука. Интенсивность определяет громкость звука, которую мы слышим. Мы не можем померить ее непосредственно (особенно в закрытых помещениях), поэтому на практике данную величину связывают с мощностью источника логарифмическим соотношением:
где
I – уровень интенсивности звука (дБ)
J – интенсивность исследуемого звука (Вт/м2)
Слуховой аппарат и многие измерительные приборы чувствительны не к самой интенсивности звука, а к среднему квадрату звукового давления, поэтому на практике используется не интенсивность, а величина называемая уровень звукового давления (SPL), которую принято связывать с мощностью источника звука в ваттах.
P д Б = 10 lg (Pвт / Pоп)
где
РдБ – зависимость уровня звукового давления (дБ), от мощности источника звука (Вт)
Рвт – мощность источника звука (Вт)
Роп – опорное значение мощности (Вт)
На практике значение Роп принимают равным 1 Вт, следовательно, формулу можно представить следующим образом:
PдБ = 10 lg (Pвт)
Данная формула очень актуальна и на техническом сленге называется пересчет ватт в децибелы. Графически данная зависимость представлена на рис. 2.6.
Рисунок 2.6 Зависимость изменения звукового давления от мощности
Интерпретацию данной зависимости называют правилом трех децибел: каждое удвоение мощности источника звука увеличивает его звуковое давление на 3 дБ .
Зависимость звукового давления от расстояния
По мере удаления расчетной точки (слушателя) от звукового источника, звуковое давление в этой точке, уменьшается по логарифмическому закону.
P = 20 lg (L)
где
Р – звуковое давление (дБ)
L – расстояние от источника звука до расчетной точки (м)
Интерпретацию данной зависимости называют правилом шести децибел: при каждом удвоении удаления от источника звука звуковое давление уменьшается на 6 дБ .
Громкость звука
Амплитуда колебаний в нашем восприятии соответствует громкости звука:
Существуют различные способы физического (а не математического) выражения амплитуды звуковых колебаний, использующиеся в разных областях:
- Интенсивность звука — скалярная физическая величина, характеризующая мощность (точнее, это мощность на единицу площади), переносимую звуковой волной в направлении её распространения. Единица измерения — ватт на квадратный метр (Вт/м 2 ).
- Звуковое давление — переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Единица измерения — паскаль (Па).
- Громкость звука (Уровень звукового давления, SPL или sound pressure level) — воспринимаемая относительная сила звука. Громкость главным образом зависит от звукового давления и частоты звуковых колебаний. На громкость звука также влияют его спектральный состав, локализация в пространстве, тембр, длительность воздействия звуковых колебаний и другие факторы.
Интенсивность звука и Звуковое давление находятся в квадратичной зависимости, точнее:
где I — интенсивность звука, Вт/м 2 ;
p — звуковое давление, Па;
Zs — удельное акустическое сопротивление среды;
<>t — усреднение по времени.
Измерение громкости
Громкость звука является относительной величиной и определяется как измеренное по относительной шкале значение звукового давления, соотнесённое с опорным давлением PSPL = 20 мкПа, соответствующим порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц.
Единицей измерения громкости является децибел (дБ, dB) — относительная единица, подобная кратности или, например, процентам.
Величина, выраженная в децибелах, равна десятичному логарифму отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за точку отсчета, умноженному на десять (умножение на 10 переводит белы в децибелы):
где AdB — величина в децибелах, A — измеренная физическая величина, A0 — величина, принятая за точку отсчета.
В приведенной формуле дБ используется для оценки отношения интенсивности звука, однако, чаще для этого используется звуковое давление.
Таким образом, когда мы говорим о громкости звука в децибелах, мы имеем в виду отношение значения его звукового давления к «нулевой» или «опорной» величине (условный 0 дБ), которая составляет 20 мкПа и соответствует стандартному порогу слышимости (порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц). В этом случае используется формула:
В основном формула аналогична приведенной выше, только в качества точки отсчета указано 20 мкПа, а вместо 10 логарифм умножен на 20 (т.е. на 10 и на 2). Это отражает уже упомянутую выше квадратичную зависимость силы звука и звукового давления и используется формула lg x n = n · lg x. (Важнейшая особенность белов состоит в том, что они применяются только к отношению двух мощностей или двух энергий. Если же есть необходимость описания отношения двух амплитудных сигналов, например, напряжений, то возможно лишь опираться на отношение мощностей, ассоциированных с этими напряжениями. Мощность пропорциональна квадрату напряжения или тока, а, например, сила звука — звукового давления. Порой неочевидно, что считать амплитудной величиной, а что энергетической. Напряжение, ток, импеданс, напряженности электрического или магнитного полей и размахи любых волновых процессов считаются амплитудными величинами. Когда происходит измерение в децибелах, то вычисляется логарифм отношения квадратов этих величин. Энергия, мощность и интенсивность являются энергетическими величинами, и в отношении логарифма они используются непосредственно.)
Приведем некоторые соответствия значений в децибелах увеличению звукового давления относительно порога слышимости:
6 дБ → в 2 раза (lg(2) = 0,30102999566),
9,5 дБ → в 3 раза (lg(3)= 0,47712125472),
12 дБ → в 4 раза (lg(4)= 0,60205999132),
20 дБ → в 10 раз (lg(10)= 1).
Таким образом, любое удвоение величины звукового давления выражается в увеличении его уровня на 6 дБ, как видно из следующей таблицы:
Отношение силы звука или электрической мощности («энергетические» величины)
Отношение звукового давления, напряжения или тока («амплитудные» величины)
Понятие интенсивности звука и ее измерение
Теория акустики предусматривает три фундаментальных величины звука: звуковое давление, звуковая мощность и интенсивность звука.
Мощность звука – это величина, излучаемая источником звука.
Звуковое давление – величина, характеризующая звуковое поле и воспринимаемая человеческим ухом или звуковыми приборами. Слишком высокое звуковое давление может повредить слух человека. Основные параметры, оказывающие влияние на величину звукового давления, это расстояние от источника звука до воспринимающего его прибора или человека и акустические условия звукового поля. Ввиду этого для определения количества шума, испускаемого каким-либо источником, необходимо определить его звуковую мощность.
С точки зрения математики звуковая мощность это отнесенная к единице времени энергия звука. Интенсивность звука, в свою очередь, отображает скорость потока звуковой энергии через единицу площади, и измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м 2 ). Отображая направление потока звуковой энергии в определенной точке, интенсивность звука является векторной величиной и измеряется обычно в направлении нормали к определенной единичной площади.
Причины определения интенсивности звука
Основная цель методов акустической интенсометрии – измерение интенсивности звука с целью определения интенсивности и локализации шума и разработке мер по снижению уровня шума на рабочем месте до безопасных для здоровья человека значений. Основным преимуществом измерения интенсивности звука по сравнению с измерением звукового давления является независимость величины этого параметра от параметров звукового поля.
Эта независимость позволяет с большой точностью выявить, идентифицировать и локализовать наиболее шумные узлы станков и механизмов даже на фоне общего звукового поля.
Звуковое поле – это пространство распространения звуковых волн. Описано несколько видов звуковых полей:
- Свободное звуковое поле – такое поле, где звуковые волны распространяются в идеальном пространстве без каких-либо отражений. Примером таких полей могут считаться безэховые камеры и воздушное пространство на значительном удалении от земной поверхности.
- Диффузное звуковое поле – поле, в котором существуют множественные отражения звуковых волн, распространяющихся в результате во всех направлениях с идентичными амплитудой и вероятностью. Благодаря определенному соотношению между звуковым давлением и односторонней интенсивностью звука можно определить звуковую мощность источника в таком поле (ISO 3741).
- Активное и реактивное поля – звуковые поля, для которых соответственно характерно и нехарактерно наличие звукового потока. Любое звуковое поле имеет активную и реактивную составляющие, поэтому суммарная интенсивность звука равна нулю. Практическими примерами реактивных звуковых полей являются поле стоячих волн (в каналах, трубах) и ближнее поле источника звука.
Определение интенсивности звука
Существуют несколько методов определения интенсивности звука:
- Уравнение Эйлера – в этом случае измеряют звуковое давление и градиент звукового давления, т.е. темп его изменения в зависимости от расстояния. Результат измерения градиента подставляют в уравнение Эйлера. Его решение дает колебательную скорость частиц, усредненное произведение которой с величиной звукового давления определяет интенсивность звука.
- Конечно-разностная аппроксимация – в этом случае градиент звукового давления измеряют с помощью зонда с двумя микрофонами, разнесенными на близкое расстояние, в результате чего можно получить кусочно-линейную аппроксимацию функции, соответствующей градиенту давления. Для этого определяют два значения давления, затем разность их разность делят на расстояние между микрофонами зонда. Затем полученный градиент интегрируют, что дает колебательную скорость частиц. Мгновенные значения колебательной скорости умножают на мгновенные значения звукового давления, после чего полученное произведение усредняют по времени и получают значение интенсивности звука.
Уровни интенсивности звука, его давления, мощности и колебательной скорости частиц измеряют в децибелах. Эта величина соответствует отношению соответствующей величины к ее опорному значению, приблизительно соответствующему порогу слышимости.
Чтобы определить звуковую мощность источника шума, его условно окружают опорной поверхностью и умножают среднее значение интенсивности звука на этой поверхности на ее площадь.
Используют три основных типа опорных поверхностей: коробку, полушарие и конформную поверхность. Коробка может иметь любую форму и размеры, ее площадь легко определить, а плоские стенки позволяют достаточно просто усреднить величину интенсивности звука на каждой из них. В результате сложения отдельных значений определяется общая мощность источника звука внутри машины.
Полушарие позволяет ограничить количество измерительных точек, а в случае всенаправленного источника звука в любой из них значение интенсивности будет одинаковым. ISO 3745 рекомендует применять 10 точек на поверхности полушария: одну в вершине и по три на трех окружностях.
Конформная поверхность соответствует форме источника звука и находится на чрезвычайно малом расстоянии от него. Точки замера находятся в ближнем поле источника и обеспечивается большое отношение сигнала к шуму. Результаты позволяют локализовать отдельные источники шума.
Практическое применение интенсиметрии
Интенсиметрия широко применяется в строительстве. Ее используют для разработки эффективных методов звукоизоляции и шумоподавления. В строительной и архитектурной акустике применяются два метода интенсиметрии: основанный на звуковом давлении и основанный на интенсивности звука.
Первый метод описан в стандарте ISO 140 и предполагает использование двух реверберационных помещений с исследуемой перегородкой между ними. В каждом из помещений измеряется средний уровень звукового давления. Отношение интенсивности звука в передаточном помещении к интенсивности в приемном дает коэффициент ослабления звука, присущее исследуемой перегородке.
Второй метод предполагает использование только одного реверберационного помещения. В нем измеряется среднее звуковое давление, а в приемном помещении с помощью аппаратуры измеряют интенсивность звука, пропущенную исследуемым объектом.
Также достаточно часто исследуют шумы, возникающие при вращательной или возвратно-поступательной работе различных механизмов. Нашли применение интенсиметрические методы также для определения эффективности излучения, то есть сообщения воздуху звуковых колебаний. Применяется метод и для интенсиметрии колебаний, распространяющихся в твердых телах. Интенсиметрия широко применяется для исследования вентиляционных каналов, воздуховодов, труб. При этом применение метода для исследования высокоскоростных воздушных потоков не допускается.
Аппаратное обеспечение для интенсиметрии
Комплект оборудования для проведения интенсиметрии в общем случае включает в себя интенсиметрический зонд, анализатор и калибратор.
Интенсиметрический зонд представляет из себя два микрофона, закрепленных на жестокой распорной раме лицевыми сторонами друг против друга. В зависимости от исследуемого диапазона частот микрофоны располагаются на расстоянии 6, 12 или 50 мм друг от друга.
Анализаторы спектра ZET 017 а так же ZET 032, ZET 034 или ZET 038 позволяют в реальном масштабе времени обрабатывать полученные измеренные значения, а программное обеспечение ZETLAB ANALIZ анализировать обработанные сигналы при помощи узкополосного спектрального анализа, долеоктавного спектрального анализа, модального анализа, взаимного корреляционного анализа и пр.
Калибратор представляет собой малую акустическую камеру, в которой создается звуковое поле с точно определенными опорными уровнями давления, колебательной скорости частиц и интенсивности звука. Относительно этого поля калибруются микрофонные комплекты и проверяется точность измерений.
Пример настройки оборудования на базе программно-аппаратного комплекта ZETLAB.
Для получения необходимого результата требуется предварительная настройка программной части комплекта. Для этого понадобятся ряд программ: Формула, Фильтрация и Взаимный узкополосный спектральный анализ.
-
- Запускаем программу Формула из меню Автоматизация панели ZETLAB.
Необходимо установить количество каналов 3 и произвести ряд действий, требуемых для вычисления интенсивности звука.
Как уже было сказано, интенсивность — это усреднённое по времени произведение звукового давления и колебательной скорости частиц. Общая формула для определения интенсивности звука: I =(-2ρΔr) -1 (p1+p2)∫(p2-p1)dt,где ρ — плотность среды,
Δr — расстояние между микрофонной парой,
p1 — звуковое давление, измеренное 1м микрофоном,
p2 — звуковое давление, измеренное 2м микрофоном.
Следовательно, нам необходимо через программу Формула вычислить три величины: разность звукового давления, среднее звуковое давление и градиент звукового давления:
2. Следующий шаг — определение колебательной скорости частиц. Для этого необходимо проинтегрировать полученное значение градиента звукового давления.
Запускаем программу Фильтрация сигналов из меню Автоматизация панели ZETLAB. Выбираем виртуальный канал (созданный с помощью программы Формула), определяющий градиент звукового давления и устанавливаем тип фильтрации Инт.1.
3. Заключительный шаг — получение спектра, соответствующего интенсивности звука. Запускаем программу Взаимный узкополосный спектральный анализ из меню Анализ панели ZETLAB. Производим настройку программы и смотрим усредненный взаимный спектр колебательной скорости частиц и звукового давления.
Измерение интенсивности звука Решение по уровню интенсивности звука полностью соответствует стандартам ISO
Dewesoft Sound Intensity Solution является идеальным инструментом для Измерение громкости y идентификация источников шума. Интуитивно понятный пользовательский интерфейс предлагает новый уровень простоты. Простая процедура измерения проводит пользователя через все этапы измерения звука, обеспечивая высочайшую точность и адаптируемость в отрасли. Поддерживаются все стандартные датчики громкости сторонних производителей.
Рассчитать стоимость Расписание звонков 1:1
Измерение интенсивности звука Особенности
Поддерживаемые стандарты
Соответствует стандартам по вычислению акустической мощности на основе интенсивности звука методом измерения в дискретных точках (ISO 9614-1) и методом сканирования (ISO 9614-2).
Непревзойденная гибкость
Измерение дополнительных параметров процесса, таких как вибрация, видео и другие, все идеально синхронизировано.
Триггерные каналы
Автоматизируйте процесс, используя триггеры для запуска и остановки измерения. Подключите и назначьте триггерный канал от манипулятора — и измерение синхронизируется с его движением.
Автономный расчет
Интенсивность звука можно рассчитать в постанализе, используя сохраненные необработанные сигналы звукового давления от обоих микрофонов.
Поддерживаемое оборудование
Поддержка plug and play для датчиков различной интенсивности от всех основных производителей, а также полная интеграция функций дистанционного управления для управления измерениями.
Калибровка по IEC 61672
Решение для измерения интенсивности звука можно целиком откалибровать в соответствии с IEC 61672.
Быстрая идентификация источника звука
Удобный интерфейс позволяет быстро и легко определить источник звука.
Адаптировано для промышленности
Для работы решения Dewesoft не нужны специальные помещения, и поэтому оно прекрасно подходит для измерения параметров больших холодильных установок, трансформаторов и другого промышленного оборудования.
Фазовая калибровка
Простая автоматизированная калибровка и коррекция фазы в один щелчок мыши.
Программное обеспечение — в комплекте
В комплект поставки всех систем сбора данных Dewesoft входит программное обеспечение для сбора данных DewesoftX — оно отмечено наградами, удобно в использовании и имеет очень широкий набор функций.
Кроме того, все обновления ПО бесплатны — без скрытых расходов на лицензирование или годовых комиссий за обслуживание.Качество Dewesoft и 7-летняя гарантия
Воспользуйтесь преимуществами нашей 7-летней гарантии. Системы сбора данных Dewesoft изготавливаются в Европе и отвечают самым строгим стандартам качества. Кроме того, мы оказываем бесплатную техническую поддержку.
Ваши вложения в решения Dewesoft будут защищены на протяжении многих лет.Обзор приложений для измерения интенсивности звука
Модуль Dewesoft Sound Intensity представляет собой комплексное измерительное решение, позволяющее заказчикам использовать его для точной локализации источников шума или расчета звуковой мощности, не требуя при этом специальных условий, таких как реверберационная комната или безэховая камера.
Измерение звуковой мощности — общепризнанный метод, особенно хорошо зарекомендовавший себя при сравнении устройств по их акустическим свойствам. Наше комплексное и универсальное решение позволяет проводить измерения звуковой мощности независимо от формы и размеров интересующего объекта, предъявляя лишь некоторые требования к месту проведения измерений.
Такой подход позволяет определять звуковую мощность в различных типах звуковых полей. Кроме того, этот метод облегчает измерение параметров устройств, для работы которых требуется специфический и сложный монтаж, что делает невозможным определение их звуковой мощности альтернативными методами. Еще никогда измерения «на месте» не были такими простыми и эффективными. Данное решение идеально подходит для быстрого поиска неисправностей и соответствия заводским измерениям, а также в случаях, когда речь идет о сложных устройствах с остаточным шумом, где основной задачей является определение звуковой мощности конкретной машины.
Когда речь идет о локализации источника шума, ни одно другое решение не является столь удобным и интуитивно понятным, как Dewesoft Sound Intensity. В зависимости от направления движения звуковой волны (от микрофона A к B или наоборот) наш плагин отображает различные значения (положительные или отрицательные) по мере перемещения источника шума вдоль оси зонда. Когда зонд расположен перпендикулярно источнику шума (непосредственно над ним), визуальный контроль в программе Dewesoft X3 DAQ переключается между положительными и отрицательными значениями. Этот процесс повторяется как для горизонтального, так и для вертикального выравнивания оси зонда, что обеспечивает точную локализацию источника шума.
ISO 9614-2
Измерение интенсивности звука методом сканирования (9614-2) для определения акустической мощности — самый быстрый и универсальный метод, особенно для больших устройств.
Элементы управления и экранные подсказки по схемам сканирования и выбора времени — ещё пара ярких особенностей решения. Отдельного внимания заслуживает поддержка кнопок датчика, благодаря чему всей системой может управлять один человек. Сканирование должно быть простым и быстрым. И то, и другое преимущества вы найдёте в нашем решении.
ISO 9614-1
Если у вас имеется больше времени, или если требуется провести более подробный анализ, используйте метод сегментации (9614-1). После измерения объекта со всех (как правило, пяти) сторон можно вычислить акустическую мощность. Однако с нашим решением можно провести ещё более подробный анализ. ПО сохраняет уровни каждого сегмента и позволяет ещё больше разделить их для извлечения дополнительных сведений об анализируемом устройстве.
Для перемещения между сегментами и начала или остановки измерения можно воспользоваться кнопками датчика интенсивности. Визуальные элементы управления, функции наложения данных на изображение объекта и многое другое — с помощью нашего решения можно быстро просматривать ключевые параметры измерения и его результаты.
По диапазону частот, как по маслу
В комплект датчиков интенсивности звука GRAS 50AI и GRAS 50GI входит набор плотных прокладок для разделения микрофонов. Их размер составляет от 12 до 100 мм. Конструкция датчика GRAS позволяет быстро менять прокладки без его снятия, и благодаря этому легко покрывается весь диапазон частот.
На изображении справа продемонстрированы диапазоны используемых частот для различных прокладок.
Уникальное расширяемое решение
Два дополнительных аналоговых входа на устройстве SIRIUS mini позволяют подключить дополнительные датчики (например, акселерометры). Благодаря этому в ПО Dewesoft X3 можно одновременно измерить и отобразить сразу несколько параметров.
Объедините устройство с модулем питания GRAS 12AB и получите готовое к использованию решение для датчиков с поляризационным напряжением 200 В, которое можно использовать с уже установленным оборудованием.
Портативность и совместимость
Для вашего удобства мы сделали решение полностью портативным. Питание на SIRIUS mini можно подать с ноутбука через USB-кабель.
Когда необходимо поляризационное напряжение величиной 200 В, и портативность ставится под вопрос, мы предлагаем комплекты с блоком питания G.R.A.S. 12AB для датчиков интенсивности. Благодаря этому решение может работать с существующими датчиками, сохраняя автономность.
Блок питания полностью интегрируется в портативную цепь измерения интенсивности и гарантирует 11 часов непрерывной работы.
Откалибровано с особым вниманием
Современные решения требуют надёжного способа контроля качества измерительной цепи и её соответствия нормативам. Мы уделили этому особое внимание.
Все системы сбора данных SIRIUS можно откалибровать по IEC 61672-3:2013. Благодаря калибратору датчиков интенсивности GRAS 51AC наше решение поддерживает калибровку одночастотных датчиков давления и фазовую калибровку всей измерительной цепи. Кроме того, мы предлагаем услуги по калибровке фильтров в соответствии со стандартом 61260:2014.
Пример использования измерения интенсивности звука
Ручные измерения с помощью зонда интенсивности звука или крыльчатого анемометра для большого количества точек измерения отнимают много времени и неэффективны. Основные причины автоматизации таких измерений — добиться хорошей повторяемости, сэкономить время на другие измерения и улучшить анализ результатов.
С другой стороны, главная проблема заключается в том, как управлять коллаборативным роботом. При автоматических измерениях датчиков интенсивности в Doosan Bobcat широко используется система Dewesoft DAQ и программное обеспечение Dewesoft X с плагином Sound Intensity.
Узнайте больше об автоматическом измерении интенсивности звука на корпусе погрузчика.
Дополнительные ресурсы по интенсивности звука
- Вебинар по измерению силы звука
- Интенсивность звука онлайн-руководство по программному обеспечению
- Онлайн-обучение Dewesoft PRO > Измерение звукового давления
- Онлайн-обучение Dewesoft PRO > Измерение звуковой мощности
- Онлайн-обучение Dewesoft PRO > Шумомер
- Запускаем программу Формула из меню Автоматизация панели ZETLAB.