Что такое среднегеометрическая частота

Количественная мера звука

Звуковое давление, соответствующее нулевому порогу слышимости человеческого уха на частоте 1000 Гц, равно 2х10 –5 Па, а максимальное значение звукового давления, которое воспринимает ухо, равно 2х10 3 Па, то есть минимальное и максимальное значение звукового давления отличаются в 100 000 000 раз!

Рисунок 1. Область слухового восприятия человека
1 — порог слышимости, 2 — болевой порог

Легко представить, что математические действия с числами такого порядка будут весьма затруднительны, поэтому основной мерой звука в акустике является децибел (дБ) (отношение двух одноименных физических величин). Для определения уровней звукового давления и уровня звука используется следующая формула:

Система измерения звука в децибелах, позволяет легко сравнивать величины звука соизмеримые с чувствительностью человеческого уха, не используя для этого числа с большим количеством нулей. Область восприятия звука человеком в шкале децибел от 0 дБ (нулевой порог) до 130–140 дБ (болевой порог).

Рисунок 2. Типичные источники звука, измеренные в децибелах

Для акустических расчетов достаточно часто используются такие характеристики, как уровни интенсивности и уровни звуковой мощности, которые определяются по формулам:

L = 10 * lg (I/I₀), дБ L = 10 * lg (W/W₀), дБ

Математические действия с децибелами:

Так, как децибел логарифмическая величина, то арифметические действия с ними имеют свои особенности, например:

L₁ + L₂ = 60дБ + 60дБ = 10 lg (10 0,1*60 + 10 0,1*60 ) = 10 lg (10 6 + 10 6 ) = 10 lg (2 * 10 6 ) = 10 * 6,3 = 63дБ

L₁ + L₂ = 60дБ + 70дБ = 10 lg (10 0,1*60 + 10 0,1*70 ) = 10 lg (10 6 + 10 7 ) = 10 lg (11 * 10 6 ) = 10 * 7,04 = 70дБ

Формула сложения децибел имеет вид:

Удобно для расчетов использовать следующую таблицу:

Таблица 1. Операции с Уровнями Звукового Давления (УЗД)

Таблица 2. Среднегеометрические и граничные частоты октавных и третьоктавных полос

Для измерений уровней звука в реальных условиях используют специальный прибор — шумомер. Так, как чувствительность уха зависит как от частоты, так и от интенсивности звука, поэтому шумомер производит замеры по специальным откорректированным частотным характеристикам A, B, C, D, согласно ГОСТ 17187 обязательной в шумомерах является характеристика А, остальные характеристики являются дополнительными. Таким образом, определение уровня звука в акустике следующее — это энергетическая сумма октавных уровней звукового давления в нормируемом диапазоне частот, откорректированных по частотной характеристике А шумомера по ГОСТ 17187, для её измерения специальная величина дБА.

Рисунок 3. Стандартная частотная характеристика «А» шумомера

Таблица 3. Стандартная частотная характеристика «А» шумомера

Источник

Среднегеометрическая частота полосы

38. Среднегеометрическая частота полосы

Квадратный корень из произведения граничных частот полосы

64. Среднегеометрическая частота полосы

Квадратный корень из произведения граничных частот полосы

Полезное

Смотреть что такое «Среднегеометрическая частота полосы» в других словарях:

Среднегеометрическая частота октавной полосы — 7. Среднегеометрическая частота октавной полосы Частота, определяемая по формуле где нижняя граничная частота, Гц; верхняя граничная частота, Гц Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 24346-80: Вибрация. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24346 80: Вибрация. Термины и определения оригинал документа: 112. Автоколебания Колебания системы, возникающие в результате самовозбуждения Определения термина из разных документов: Автоколебания 137. Активная виброзащита… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

РД 34.21.306-96: Методические указания по обследованию динамического состояния строительных конструкций сооружений и фундаментов оборудования энергопредприятий — Терминология РД 34.21.306 96: Методические указания по обследованию динамического состояния строительных конструкций сооружений и фундаментов оборудования энергопредприятий: 54. Автоколебания Колебания системы, возникающие в результате… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

октавная полоса — 3.6 октавная полоса (octave band): Диапазон частот, в котором верхняя частота равна удвоенной нижней. Примечание Октавные полосы указаны в таблице 1. Таблица 1 Стандартные полосы частот В герцах Октавная полоса Третьоктавная полоса Нижняя частота … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52894.2-2007: Шум машин. Оценка звуковой мощности кондиционеров и воздушных тепловых насосов. Часть 2. Оборудование внутреннее без воздуховодов — Терминология ГОСТ Р 52894.2 2007: Шум машин. Оценка звуковой мощности кондиционеров и воздушных тепловых насосов. Часть 2. Оборудование внутреннее без воздуховодов оригинал документа: 3.2 (воздушный) тепловой насос (air source heat pump): Один… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52894.1-2007: Шум машин. Оценка звуковой мощности кондиционеров и воздушных тепловых насосов. Часть 1. Оборудование наружное без воздуховодов — Терминология ГОСТ Р 52894.1 2007: Шум машин. Оценка звуковой мощности кондиционеров и воздушных тепловых насосов. Часть 1. Оборудование наружное без воздуховодов оригинал документа: 3.2 (воздушный) тепловой насос (air source heat pump): Один или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон частот — 06.01.128 диапазон частот (оборудование) [frequency range ]: Диапазон частот, на который может быть настроено оборудование для работы. Примечание Диапазон частот оборудования может быть разделен на переключаемые поддиапазоны,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон частот измерений — 3.17 диапазон частот измерений (frequency range of interest): Третьоктавные полосы частот со среднегеометрическими частотами от 50 до 10000 Гц. Примечание Для определенных областей применения глушителей достаточно ограничиться измерениями в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 23499-79: Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технические требования — Терминология ГОСТ 23499 79: Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технические требования оригинал документа: 9. Звукоизоляционный материал Материал, характеризующийся вязкоупругими свойствами … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Среднегеометрическая частота октавной полосы

7. Среднегеометрическая частота октавной полосы

Частота, определяемая по формуле

Смотреть что такое «Среднегеометрическая частота октавной полосы» в других словарях:

диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон частот — 06.01.128 диапазон частот (оборудование) [frequency range ]: Диапазон частот, на который может быть настроено оборудование для работы. Примечание Диапазон частот оборудования может быть разделен на переключаемые поддиапазоны,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон частот измерений — 3.17 диапазон частот измерений (frequency range of interest): Третьоктавные полосы частот со среднегеометрическими частотами от 50 до 10000 Гц. Примечание Для определенных областей применения глушителей достаточно ограничиться измерениями в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 23499-79: Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технические требования — Терминология ГОСТ 23499 79: Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизоляционные. Классификация и общие технические требования оригинал документа: 9. Звукоизоляционный материал Материал, характеризующийся вязкоупругими свойствами … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 53032-2008: Шум машин. Измерение шума оборудования для информационных технологий и телекоммуникаций — Терминология ГОСТ Р 53032 2008: Шум машин. Измерение шума оборудования для информационных технологий и телекоммуникаций оригинал документа: 3.2.9 диапазон частот измерений (frequency range of interest): Октавные полосы частот со… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Среднегеометрические и граничные частоты октавных полос

В настоящее время нормативные требования по производственному шуму регламентируют «Санитарные нормы. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Эти «Санитарные нормы» устанавливают классификацию шумов; нормируемые параметры и предельно допустимые уровни (ПДУ) шума на рабочих местах.

Среднегеометрическая частота определяется по формуле:

, (3)

где f₁ – нижняя граница частоты, Гц;

f₂ – верхняя граница частоты, Гц.

Если отношение f₂ к f₁ равно 2 (f₂/f₁=2), то полоса называется октавой.

Допускается в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на рабочих местах принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера. Значение этого уровня определяют по формуле:

, (4)

где Р_А – среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции «А» шумомера, Па.

Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах является эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА.

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах, учитывающие степень напряженности и тяжести трудовой деятельности, представлены в таблице 2 (Приложение 1). Данные этой таблицы – основополагающие при определении ПДУ для всех рабочих мест.

Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса следует проводить в соответствии с Руководством 2.2.013-94 «Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».

Значения предельно допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот, уровней звука и эквивалентных уровне звука для основных видов трудовой деятельности и рабочих мест (с учетом категорий тяжести и напряженности труда) приведены в таблице 3 (Приложение 2). Данная таблица служит дополнением к таблице 2. Определив категорию тяжести и/или напряженности, по таблице 2 устанавливают тот или иной нормативный уровень для данного рабочего места.

Человек способен различать прирост звука в 0,1 Б и поэтому на практике измерение уровня шума осуществляется в меньших единицах – децибелах (дБ).

Величина уровня интенсивности используется при проведении акустических расчетов, а уровня звукового давления – для измерения шума и для оценки его воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению.

Уменьшение шума оценивается также в дБ:

(5)

Например, если шум ДВС по интенсивности снизить в 100 раз, то уровень интенсивности шума будет уменьшен на:

дБ.

Поэтому, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, то складываются их интенсивности, но не уровни. Из этого следует, что при большом числе одинаковых источников заглушение части из них практически не ослабит суммарный шум.

Суммарный уровень шума от одинаковых источников определяется так:

, дБ (6)

Из формулы (6) видно, что при двух одинаковых источниках шума суммарный уровень всего на 3 дБ больше каждого из них в отдельности.

Суммарный уровень шума двух различных по интенсивности источников подсчитывается по формуле:

, дБ (7)

где L₁ — наибольший уровень из суммируемых, дБ;

Рис. 1. График для определения добавки
при суммировании уровней шума двух источников.

Логарифмическая шкала дБ позволяет определить лишь фактическую характеристику шума. Однако она построена таким образом, что пороговое значение звукового давления Р₀ соответствует порогу слышимости на частоте 1000 Гц.

Рис. 2. Кривые равной громкости.

Изменение уровня громкости на 1 фон воспринимается ухом человека как едва заметное, на 8-10 фон как двукратное.

Сравнение различных шумов по уровню их громкости осуществляется с помощью кривых равной громкости. Однако такое сравнение возможно лишь для «чистых шумов», т.е. шумов определенной частоты. На практике в подавляющем большинстве шумы имеют широкий частотный спектр и такая субъективная оценка шума затруднительна. Поэтому в настоящее время приборами предусмотрена возможность такого скорректированного (коррекция А) измерения общего уровня шума, т.е. абсолютного уровня интенсивности или звукового давления, которое учитывает указанные субъективные особенности восприятия звуков различной частоты и дает сопоставимые результаты не только с точки зрения объективной, но и субъективной оценки шумов.

Зная разность DL общих уровней шума, измеренных при такой коррекции (эту величину принято называть «Уровень звука дБА»), можно с помощью монограммы (Рис. 3) сравнивать два различных шума по их громкости, определяя, во сколько раз, на сколько % один шум объективно более громок, чем другой. Этим достигается наглядность оценки шума и мероприятий по борьбе с ним. Ориентировочно принято считать, что снижение уровня звука на 10 дБА соответствует двукратному уменьшению громкости.

Рис. 3. Монограмма для сравнительной оценки шумов по их громкости
в зависимости от разности их уровней звука.

Согласно санитарным нормам допустимых уровней шума на рабочих местах нормируемыми параметрами шума являются уровни среднеквадратических звуковых давлений в октавных полосах частот, определяемые по формуле (5), (по предельному спектру шума) и уровень звука дБА. Нормы приведены в таблице 2.

Шум на рабочих местах при продолжительности действия более 4 часов не должен превышать нормативных уровней, значения которых приведены в таблице 3 (Приложение 2).

Октавой называется частотный интервал между двумя частотами, логарифм отношения которых при основании два равен единице; в октаве отношение крайних частот равно 2.

Измерение уровней звукового давления в октавных полосах частот должно проводиться при помощи шумомера, включенного на прямолинейную частотную характеристику (или шкала С).

Измерение уровня звука в дБА должно производиться шумомером, включенным на шкалу А.

Микрофон шумомера должен быть направлен в сторону источника шума и удален не менее чем на 0,5 м от человека, проводящего измерение. Измерение шумов в условиях воздушных потоков со скоростью более 1 м/с следует производить с противоветровым приспособлением.

Измерения шума на рабочих местах производятся на уровне уха работающего при включении не менее 2/3 установленного оборудования в характерном режиме его работы. Количество и расположение точек замеров в ремонтных мастерских и других цехах следует принимать:

Измерение шума на территориях, прилегающих к зданиям с нормируемыми в них уровнями шумов, проводятся на высоте 1,2 м от поверхности земли в точках, расположенных на расстоянии 2 м от стен здания. Измерение шума для выявления шумового режима на территориях производятся в течение суток с интервалами не более 2 ч.

Источник

ОСНОВНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Процесс передачи колебаний в среде называется волновым.

Рис. 1 Волновое движение

Основная характеристика волнового движения – длина волны, т.н. расстояние между двумя точками волны, пребывающими в одной фазе. Другая характеристика – амплитуда волны – расстояние, на которое колеблющаяся частица отклоняется от положения равновесия.

Волновое движение характеризуется также частотой f этого движения и скоростью распространения.

Частота – количество колебаний в единицу времени (обычно в секунду, с), измеряется в герцах, Гц.

Частота звуковых волн, воспринимаемых нормальным ухом человека, лежит в пределах от 16 до 16000 Гц. Колебания с частотой меньше 16 Гц называются инфразвуком, больше 16000 Гц – ультразвуком.

Рис. 2 [__] Частота в октавных интервалах

Звук как физическое явление представляет собой волновое движение упругой среды; как физическое явление он представляется ощущением, воспринимаемым органом слуха при воздействии звуковых волн в диапазоне частот 16-16000 Гц. Другими словами звуком называют механические колебания упругого тела в частотном диапазоне слышимости человека.

Процесс распределения колебательного движения в среде называется звуковой волной. Область среды, в которой распространяются звуковые волны, называют звуковым полем.

Звуковые волны подобно всякому волновому движению характеризуются длиной волны λ в м, частотой f в герцах, Гц, и периодом колебания Т в секундах, с, а также скоростью их распространения С в м/с.

Зависимость между этими величинами может быть представлена следующим образом:

Если смещение частиц среды происходит в направлении распространении звуковой волны, то такие волны называют продольными. В воздухе и на жидкостях звук распространяется только в виде продольных волн. В твердых телах наряду с продольными происходит образование поперечных и изгибных волн.

С целью анализа звукового поля звуковой диапазон (16-16000 Гц) разбивают на полосы (интервалы, шаги).

Октавная полоса – диапазон частот, в котором верхняя граничная частота f₂ в два раза больше нижней f₁.

Третьоктавная полоса частот – диапазон частот, в котором это соотношение равно 1,26 (f₂= 1,26 f₁). Октавная и третьоктавные полосы характеризуются среднегеометрической часто-той полосы

(2)

Граничные и среднегеометрические частоты октавных и третьоктавных полос приведены в табл. П1.

Граничные и среднегеометрические

частоты октавных и третьоктавных полос, Гц

Для воздуха зависимость скорости от температуры выглядит:

где 331,4 – скорость звука в воздухе при 0ºС;

t – температура окружающей среды, ºС.

Скорость звука в различных материалах

Если принять среднюю скорость звука в воздухе 340 м/с, то можно получить зависимую от частоты длину волны.

Изменение состояния среды в звуковом поле характеризуется звуковым давлением р и колебательной скоростью частиц среды V.

Колебательной скоростью частиц среды V называется мгновенное значение скорости колебательного движения частиц среды при распространении в ней звуковой волны. Колебательная скорость частиц среды является векторной величиной, единица измерения – м/с.

Связь между этими физическими величинами в плоской бегущей волне определяется соотношением

где ρ – плотность среды. Величина ρс – постоянная для данной среды – называется акустическим (волновым) сопротивлением и для воздуха при нормальных атмосферных условиях (р = 10 5 Па, t = 20°С) ρс = 408 Па·с/м.

, (5)

где черта означает осреднение во времени.

Для плоских звуковых волн определяется соотношением

Интенсивность звука является векторной, а плотность звуковой энергии скалярной величинами.

Вводится понятие так называемого уровня, в котором абсолютные величины берутся в отношении к определенным величинам (на пороге слышимости), и это отношение логарифмируется. Единицей измерения является децибел (дБ). Таким образом, децибел – это число, выражающее в логарифмическом масштабе отношение двух величин.

Уровень интенсивности звука, дБ,

Уровень звукового давления, дБ,

Рис. 3 Область слухового восприятия звука человеком

Так как децибел – логарифмическая величина, то арифметические действия с ним имеют свои особенности, например:

L₁ + L₂ = 70 дБ + 70 дБ = 10lg (10 0,1·70 + 10 0,1·70 ) =

= 10lg (10 7 + 10 7 ) = 10lg (2·10 7 ) = 10 · 7,3 = 73 дБ

Формула сложения децибел имеет вид:

L₁ + L₂ = 10lg (10 0,1· L 1 + 10 0,1· L 2 )

В общем виде при наличии нескольких источников звука суммарные уровни звукового давления определяются по формуле

, (9)

где L_i – слагаемые уровни звукового давления, дБ;

n – общее число слагаемых.

Пример. Требуется найти суммарный для трех слагаемых уровней:L₁ = 86 дБ; L₂= 80 дБ; L₃= 88 дБ. Разность ΔL_3,1=2 дБ; поправка ΔL₁=2 дБ; L_3,1 = 90 дБ; L_3,1 – L₂= 10 дБ, поправка ΔL₂ = 0,4 дБ; L_3,1,2 = 90,4 дБ.

Приборы для измерения шума называются шумомерами. Эти приборы состоят из микрофона, усилителя и измерительного прибора со шкалами А, В, С и D. Полную характеристику шума может дать измерение уровня звукового давления по шкале С и его частотная характеристика (распределение компонентов шума по частоте и уровню звукового давления). Для того, чтобы приблизить результаты измерений к субъективному восприятию человека введено понятие корректированного уровня звукового давления. Наиболее употребительная коррекция шумомера А.

Рис. 4 Стандартная частотная характеристика А шумомера

Стандартное значение коррекции ΔL_А приведено ниже

Коррективный уровень звукового давления

называется уровнем звука в дБА.

Таким образом, определение уровней звука в дБА следующее – это энергетическая сумма октавных уровней звукового давления в нормируемом диапазоне частот, откорректированных по частотной характеристике А шумомера.

Источник