Akustická diagnostika

Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika

Akustická diagnostika

Zpracoval: Pavel Němeček Pracoviště: TUL – FS - KVM

Tento materiál vznikl jako součást projektu In-TECH 2, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

1

Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika In-TECH 2, označuje společný projekt Technické univerzity v Liberci a jejích partnerů - Škoda Auto a.s. a Denso Manufacturing Czech s.r.o. Cílem projektu, který je v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost (OP VK) financován prostřednictvím MŠMT z Evropského sociálního fondu (ESF) a ze státního rozpočtu ČR, je inovace studijního programu ve smyslu progresivních metod řízení inovačního procesu se zaměřením na rozvoj tvůrčího potenciálu studentů. Tento projekt je nutné realizovat zejména proto, že na trhu dochází ke zrychlování inovačního cyklu a zkvalitnění jeho výstupů. ČR nemůže na tyto změny reagovat bez osvojení nejnovějších inženýrských metod v oblasti inovativního a kreativního konstrukčního řešení strojírenských výrobků. Majoritní cílovou skupinou jsou studenti oborů Inovační inženýrství a Konstrukce strojů a zařízení. Cíle budou dosaženy inovací VŠ přednášek a seminářů, vytvořením nových učebních pomůcek a realizací studentských projektů podporovaných experty z partnerských průmyslových podniků. Délka projektu: 1.6.2009 – 31.5. 2012 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

2


Co je zvuk Fyzika Vlnění Vibrace

HLUK

Vlnění v pevných látkách

Zvuk

Vlnění ve vzduchu

3 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvuk a hluk

Zvuk

Hluk

• Zvuk je mechanické vlnění pružného prostředí (vzduchu) v kmitočtovém rozsahu normálního lidského sluchu (20 Hz až 20 kHz).

• Hluk je každý nežádoucí zvuk, který vyvolává nepříjemný nebo rušivý vjem nebo poškozuje lidské zdraví.



Hluk Kvalitativní stránka

Kvantitativní stránka

• •

•

• •

•

Řeší vztah Hluk – Posluchač. Vyznačuje se silně subjektivními znaky. Bývá popsána kvalitativními ukazateli (vlastnostmi). Číselný popis často vyjadřuje bezrozměrnou (bez jednotky) míru naplnění určité vlastnosti. Zabývá se jí směr nazývaný „akustický design“.

•

• • •

Popisuje především vlastnosti zdrojů, akustických prostředí a cest šíření zvuku. Je vyjádřena měřitelnými veličinami a lze ji popsat číselnými hodnotami. Na mnohé veličiny jsou dány limity. Má zázemí v legislativě. Má široké odborné a literární zázemí. 5

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustické veličiny • • • •

Akustický tlak Akustická rychlost Intenzita zvuku Akustický výkon

• Rychlost zvuku 6 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustický tlak p [Pa] • Střídavý tlak superponovaný barometrickému tlaku – je skalár, – má vlnový charakter, – je přímo měřitelný.

• Barometrický tlak se pohybuje kolem 105 Pa • Akustický tlak se pohybuje v rozmezí 2.10-5 Pa (práh slyšitelnosti) až 2.102 Pa (práh bolestivosti).



r Akustická rychlost u [m.s-1] • Akustická rychlost (částicová rychlost) je rychlost, se kterou se částice vzduchu pohybují pod působením akustického tlaku kolem své rovnovážné polohy. – – – –

je vektor, má vlnový charakter, je energetickou veličinou, je nepřímo měřitelná.

• Akustická rychlost se pohybuje v rozmezí 5.10-8 m.s-1 (práh slyšitelnosti) až 1,6.10-1 m.s-1 (práh bolestivosti). 8 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


r Intenzita zvuku I [W.m-2] • Intenzita zvuku je měřítkem akustické energie procházející jednotkou plochy. – – – –

je vektor, má vlnový charakter, je energetickou veličinou, je nepřímo měřitelná.

• Je dána vzorcem :

r r I = p ⋅u

Intenzita =

Výkon Síla ⋅ Rychlost = = Tlak ⋅ Rychlost Plocha Plocha 9



Akustický výkon W (P) [W] • Akustický výkon je měřítkem celkové akustické energie, která je vyzářena ze zdroje nebo která prochází danou plochou. – – – –

je skalár, má vlnový charakter, je energetickou veličinou, je nepřímo měřitelný.

– je základní a nejdůležitější veličinou popisující akustické vlastnosti zdroje zvuku • Je dán vzorcem :

W = I .S



Rychlost zvuku ve vzduchu c [m.s-1] • Rychlost zvuku je rychlost, se kterou se akustická informace šíří prostředím (pro naše účely především plynným – vzduchem) – je vektor, – nemá vlnový charakter, – je měřitelná.

• Za podmínek 23 oC, 1016 hPa dosahuje hodnoty cca 344 m.s-1.



Přibližné vztahy pro odhad rychlosti zvuku ve vzduchu c=

1,4 ⋅ b

ρ

c = 331,82 + 0,61⋅ t

• • • •

ρ = hustota vzduchu (cca 1,21 kg.m-3) t = teplota vzduchu [ oC ] T = teplota vzduchu [ K ] b = barometrický tlak [ Pa ]

c = 20,5 ⋅ T 12 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Harmonický signál

akustická veličina

• je popsán funkcí sinus nebo cosinus • je základním signálem pro odvození akustických veličin

A

ϕ

T

→ čas 13



Základní vztahy pro harmonický signál x = A ⋅ sin(2πft + ϕ ) c λ = = c ⋅T f

t = čas [ s ] ϕ = počáteční fáze λ = vlnová délka [ m ] c = rychlost zvuku ve vzduchu [ m.s-1 ] • f = frekvence signálu [ Hz ] • T = perioda signálu [ s ]

• • • •



Vlnová délka zvuku

f [ Hz ] 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630

λ[m] 17,20 13,76 10,92 8,60 6,88 5,46 4,30 3,44 2,75 2,15 1,72 1,38 1,09 0,86 0,69 0,55

λ/4 [ m ] 4,30 3,44 2,73 2,15 1,72 1,37 1,08 0,86 0,69 0,54 0,43 0,34 0,27 0,22 0,17 0,14

f [ Hz ] 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 4k 5k 6,3k 8k 10k 12,5k 16k 20k


λ[m] 0,4300 0,3440 0,2752 0,2150 0,1720 0,1376 0,1092 0,0860 0,0688 0,0546 0,0430 0,0344 0,0275 0,0215 0,0172

λ/4 [ m ] 0,1075 0,0860 0,0688 0,0538 0,0430 0,0344 0,0273 0,0215 0,0172 0,0137 0,0108 0,0086 0,0069 0,0054 0,0043 15


Efektivní hodnota signálu • Efektivní hodnota je měřítkem energie šířené akustickým signálem – je součástí výpočtu celkových hladin, – T = doba průměrování – pro harmonický signál ji lze z amplitudy A stanovit jako :

1 xef = A 2

• je dána základním vztahem :

T

1 2 xef = x (t )dt ∫ T0 16



Hladiny akustických veličin • Plynou z Weberova-Fechnerova zákona, který zjednodušeně říká: – akustické veličiny, která se mění řadou geometrickou vnímá lidské ucho řadou aritmetickou. – násobky akustického signálu jsou uchem vnímány jako přírůstky.

• Převod geometrické řady na aritmetickou umožňuje funkce logaritmus 17 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina

x L = log x0

x L = 10⋅ log x0

• L= hladina akustické veličiny [ Bel ] • x = akustická veličina • x0 = vztažná (srovnávací) hodnota akustické veličiny • x a x0 musí mít energetický tvar

[B]

[dB]

• protože Bel by dával akustické veličině velmi hrubou stupnici, je jednotkou hladiny deci Bel - dB



Hladina akustického tlaku [ dB ] 2

p p Lp = 10 ⋅ log 2 = 20 ⋅ log p0 p0 • p0 = 2⋅10-5 Pa • Na prahu slyšitelnosti je Lp = 0 dB • Na prahu bolestivosti je Lp = 140 dB 19 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina akustické rychlosti [ dB ] 2

u u Lu = 10 ⋅ log 2 = 20 ⋅ log u0 u0 • u0 = 5⋅10-8 m⋅s-1



Hladina intenzity zvuku [ dB ] I LI = 10 ⋅ log I0 • I0 = 10-12 W⋅m-2



Hladina akustického výkonu [ dB ]

W LW = 10 ⋅ log W0 • W0 = 10-12 W



Poznámky • Základem pro výpočet hladin jsou efektivní hodnoty signálu. • Hladina se záporným znaménkem znamená, že velikost měřeného akustického signálu je menší než vztažná hodnota. • Měřidla přímo vyhodnocují hladiny a operátor nemusí zadávat hodnoty vztažných veličin (jsou implementovány v měřidlech). • Hladiny jsou především hygienickou veličinou. • Pro přepočet na fyzikální veličiny je třeba použít inverzní funkci k hladinám ve tvaru :

L 10

x = x0 ⋅10



Matematické operace s hladinami • Jedná se výhradně o sčítání a odčítání hladin. • Sčítání hladin se provádí především pro odhad výsledného působení více zdrojů hluku. • Odčítání hladin se provádí především pro odečet hluku pozadí z měřeného signálu. • Výsledné vzorce plynou ze součtu a rozdílu čtverců efektivních hodnot fyzikálních veličin:

x =x ±x 2 ef

2 1ef

2 2ef

• Pro běžné výpočty se předpokládá, že akustické signály jsou širokopásmové (bez shodných a výrazných frekvenčních složek). 24 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Součet a rozdíl hladin - početně Pro součet

• Základní vzorec zní : n

Li 10

LC = 10 ⋅ log ∑ ± 10 i =1

Pro rozdíl 25 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Součet hladin - početně • Pro n shodných zdrojů o hladině L

LC = L + 10⋅ log (n) • Dva shodné zdroje zvýší původní hladinu vždy

o 3 dB • Vypnutí jednoho ze dvou shodných zdrojů se hladina sníží vždy o 3 dB.



Součet hladin - graficky

LC = L1 + ΔL ( L1 > L2 )



Rozdíl hladin - graficky

L1 = L − ΔL ( L1 > L2 ) L2 = hluk pozadí [dB] L = celková hladina [dB]



Poznámky • • •

•

•

Součet dvou shodných hladin zvyšuje hodnotu o 3 dB. Sčítat hladiny, mezi nimiž je rozdíl větší než 10 (15) dB je prakticky zbytečné. Výsledek je roven přibližně vyšší hladině ze sčítanců. Odčítat hladiny, jestliže je odstup hluku pozadí větší než 10 (15) dB je prakticky zbytečné. Výsledek je roven původní hladině. To ukazuje na hodnotu bezpečného odstupu hluku pozadí. Odčítat hladiny, pokud je hluk pozadí nižší o méně než 2 dB se nedoporučuje. Důvodem je velká variabilita při odečtu ΔL a především vysoká hladina hluku pozadí, která příliš ovlivňuje celkovou hladinu. To ukazuje na nepřípustnou hodnotu hluku pozadí. Nejpřesnější stanovení výsledných hladin je jejich měření.



Zvukoměr Měřidlo hladin akustického tlaku Zvukoměr je přesné elektrické zařízení, reagující na zvuk podobně jako lidský sluch a umožňující objektivní a reprodukovatelné měření hladin hluku. Zvukoměrná zařízení různých výrobců se vzájemně mohou lišit v detailech konstrukce a v provedení, avšak všechna bez rozdílu obsahují mikrofon, ústrojí zpracování signálu a indikační zařízení 30 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvukoměr Rozdělení podle : • • • • • •

frekvenční analýzy počtu měřících kanálů typu konstrukce formy výstupu možnosti rozšíření podpory v software



Zvukoměr



Mikrofon • nejdůležitější část měřícího řetězce • převodník změny akustického tlaku na změnu jiné veličiny kondenzátorové mikrofony : - konstrukční jednoduchost - vysoká citlivost - provozní stálost 33 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Mikrofon



Mikrofon



Mikrofon Vlivy prostředí : • • • • • •

vítr ( nežádoucí účinky lze eliminovat speciálním krytem ) vlhkost ( do 90 % nemá vliv – POZOR na kondenzaci ) teplota ( rozsah použití -25 oC až 70 oC ) atmosférický tlak ( v rozmezí 10% jen zanedbatelný vliv ) mechanické chvění ( nutná ochrana ) elektrostatická a magnetická pole ( zanedbatelný vliv )



Váhové filtry – křivky stejné hlasitosti



Váhové filtry • Přizpůsobují frekvenční charakteristiku měřeného signálu charakteristice lidského ucha (křivkák stejné hlasitosti) • Uplatňují se především při měření celkových (širokopásmových) hladin • Standardizovány jsou 4 váhové filtry : A, B, C a D 38 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Váhové filtry



Průměrování • Jedná se o zpracování časového průběhu signálu s cílem získat průměrnou hodnotu: – za předem stanovenou dobu – Lineární průměrování – za stanovenou dobu, která předchází aktuálnímu času – Exponenciální průměrování



Lineární průměrování • Po nastaveném čase měřidlo ukončí měření a indikuje průměrnou hodnotu. • Každá část časového signálu má v průměrné hodnotě stejnou váhu. • Používá se především v hygienické oblasti a při stanovení akustických vlastností zdrojů zvuku. 41 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Exponenciální průměrování • Probíhá trvale. • Používá se pro vyhlazení časového průběhu. • Měřidlo indikuje průměrnou hodnotu za právě uplynulou dobu (časovou konstantu) • Používá se při monitorování hluku, popisu proměnlivých dějů a při normalizovaných měřeních. 42 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Časové konstanty • Číselně jsou dány exponentem 2 (.... 2-4; 2-3; 2-2; 2-1; 20; 21; 22; ......)s • Jsou dány standardizované časy: – FAST – SLOW – IMPULS

1/8 s 1s 0,035 s (indikace impulsu) + 2 s (pomalý pokles) 43 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Časové konstanty



Časové konstanty



Časové konstanty



Frekvenční analýzy • s konstantní absolutní šířkou pásma FFT fC =

( fS + fH ) 2

• s konstantní relativní šířkou pásma CPB fC =

fS + fH



Frekvenční analýzy • s konstantní absolutní šířkou pásma FFT [dB/2 0,0u Pa]

Autospe ctru m(Si gn al 1 ) - In put Worki ng : In put : Inp ut : FFT Anal yze r

90 80 70 60 50 40 30 20 0

2k

4k

6k

8k

10 k

12 k 14 k [Hz]


16 k

18 k

20 k

22 k

24 k

48


Frekvenční analýzy • s konstantní relativní šířkou pásma CPB [dB/2 0,0u Pa]

Autospe ctru m(Si gn al 1 ) - In put1 Worki ng : In put : Inp ut : CPB Ana l yzer

90 80 70 60 50 40 30 20 31 ,5

63

12 5

25 0

50 0

[Hz]

1k

2k


4k

8k

16 k

49


Frekvenční analýza CPB Oktáva – zdvojnásobení kmitočtu

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 Hz Zlomky oktáv – 1/3 1/6 1/12 1/24

f S 2 = f S1 ⋅ 2 n

f H = f S ⋅ 2n 2

1 f D = f S ⋅ 2n 2 50



Pásmové filtry a šířka pásma Šířka pásma = f2 – f1 Centrální frekvence = f0

B 0 Ideální filtr

f1

f0

Zvlnění (šum)

0

f2

- 3 dB

Frekvence INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Reálný filtr a definice 3 dB šířky pásma

f1

f0

f2

Frekvence 51


Zvukové pole Zvukové pole – prostor v němž se šíří zvukové vlny. Na zvukové pole má vliv :

• • • •

šíření zvuku ohyb a odraz vlnění akustické vlastnosti prostředí členitost prostředí

• …. 52 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvukové pole Základní typy zvukového pole

• pole volné (bezdozvukové) • pole difúzní (dozvukové)



Zvukové pole - volné Šíření vln pouze směrem od zdroje hluku.



Zvukové pole - volné

Šíření akustické energie

W – akustický výkon zdroje r – poloměr kulové vlnoplochy 55 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvukové pole - volné

pro r2 = 2 r1

je Lp2 - Lp1 = - 6

Se zdvojnásobením vzdálenosti od zdroje hluku ve volném zvukovém poli klesne hladina akustického tlaku o 6 dB. 56 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvukové pole - volné Orientační závislost útlumu zvuku se vzdáleností od zdroje v [dB]



Zvukové pole - difúzní



Zvukové pole - smíšené



Měření zvuku (hluku) Měření zvuku

Ostatní měření

Technická měření Hygienická měření

Stavební akustika



Technická měření

Cíle

Prostředky

• Sledovat akustický signál z pohledu :

• • • •

– – – –

zdrojů, velikosti energie, přenosových cest, akustického výkonu.

měření celkových hladin, měření akustického výkonu, frekvenční analýza, multispektrální analýza,

• hluk není „prvotně“ sledován z hygienického hlediska. • hluk může být porovnáván s legislativně danými limity. 61 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Měření zvuku (hluku) Technická měření

Hladina akustického tlaku

Hladina intenzity zvuku a akustického výkonu Akustická diagnostika



Hladina akustického tlaku • Výhody měření – – – –

jednoduchost měření, konstrukční jednoduchost snímače, legislativní zázemí, základ pro odvozené veličiny (akustická rychlost, intenzita zvuku), – rozšířenost měřidel, – dostupnost odborné literatury. 63 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina akustického tlaku • Nevýhody měření – akustický tlak je skalár, – akustický tlak není energetická veličina, – měřením je udána akustická situace v měřicím bodě, což nelze obecně vztahovat k určitému zdroji.



Hladina akustické intenzity • Je odvozené z měření hladin akustického tlaku, • je výrazně energetickou veličinou, • měření je prováděno na dvoukanálovém měřidle speciální sondou.



Akustická intenzita • Je definována jako součin fázorů:

I = p ⋅u • Akustická intenzita, akustický tlak a akustická rychlost jsou fázory (mají sinusový průběh) • Výsledná intenzita je průměrnou hodnotou • Velikost průměrné intenzity bude záviset na vzájemné fázi akustického tlaku a rychlosti – Volné pole → fáze = 0 → maximální intenzita – Difúzní pole → fáze = 90o → nulová intenzita (existuje pouze tzv. zdánlivá intenzita) 66 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustická intenzita • Teoretický vztah pro intenzitu zvuku zní:

p ∂p I = − ∫ dt ρ ∂r • Tento vztah je v technicky neřešitelný, protože vyžaduje parciální derivaci podle vzdálenosti r • Aby bylo možné vztah přenést do podoby snímače a metodiky je nutné jeho zjednodušení 67 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustická intenzita

• Derivace – Tečna je nahrazena sečnou • Akustický tlak je nahrazen průměrným akustickým tlakem • Akustické tlaky jsou snímány na vzdálenosti Δr INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

68


Akustická intenzita • Snímač – Sonda – je principiálně založená na měření dvou hladin akustického tlaku

p A + pB ( pB − pA )dt I =− ∫ 2 ⋅ ρ ⋅ Δr



Měření akustické intenzity



Akustická intenzita • Zjednodušení výpočtového vztahu přináší: – Vysokofrekvenční omezení, – Nízkofrekvenční omezení.

• Principiálně neexistuje vzdálenost Δr, která by vyhovovala celému slyšitelnému pásmu 20 Hz – 20 kHz. 71 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Vysokofrekvenční omezení • Dáno nemožností nahradit tečnu sečnou pro konkrétní Δr malé λ

Tato omezení má fyzikální základ, nelze jej technicky odstranit Vzdálenost Δr nelze dále snižovat kvůli konečné velikosti mikrofonů 72



Vysokofrekvenční omezení Vzdálenost Maximální měřitelná frekvence pro mikrofonů chybu měření menší než 1 dB |Hz| Δr |mm| 6

10k

8,5

8k

12 50

5k 1,25k 73 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Nízkofrekvenční omezení • Dáno existující (konečnou) fázovou chybou mezi kanály A a B v měřicím řetězci. Tato chyba se nazývá fázový rozdíl při souběhu kanálů Φε • Tato chyba nesmí být srovnatelná se skutečnou fází na měřeném signálu • Fázová chyba se určuje kalibrací sondy • Tato omezení nemá fyzikální základ, vyplývá z technických parametrů měřidla 74 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Nízkofrekvenční omezení Vzdálenost mikrofonů Δr |mm|

Minimální měřitelná frekvence pro chybu měření menší než 1 dB |Hz|

Φε = 0,1o

Φε = 0,2o

Φε = 0,3o

6

80

160

250

8,5

63

125

200

12

40

80

125

50

10

20

31,5 75



Vysoko- a nízkofrekvenční omezení Minimální frekvence |Hz|

Vzdálenost mikrofonů

Φε = 0,1o Φε = 0,2o Φε = 0,3o

Δr |mm|

Maximální frekvence |Hz|

80

160

250

6

10k

63

125

200

8,5

8k

40

80

125

12

5k

10

20

31,5

50

1,25k 76



Index reaktivity • Je definován jako rozdíl mezi hladinami akustické intenzity a akustického tlaku

LK = LI − Lp

dB

• Význam indexu reaktivity vyplývá z rovnosti obou hladin ve volném zvukovém poli • LK = 0 → volné pole 77 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Význam LK • Identifikace frekvencí zvuku, pro které můžeme pole považovat za volné • Posouzení měřicího pole obecně • Nalezení optimálního místa pro měření • Monitorování prostoru během měření • Potvrzení vysoko- a nízkofrekvenčního omezení 78 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina akustické intenzity • Výhody měření – intenzita zvuku je vektor, dává informaci o směru šíření akustické energie prostorem, – měření intenzity zvuku je nejlepším podkladem (z definice) pro stanovení akustického výkonu, – intenzita zvuku je podkladem pro mapování zvukových polí a identifikaci zdrojů hluku, – při měření intenzity zvuku lze určit kvalitu zvukového pole (volné – difúzní). 79 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina akustické intenzity • Nevýhody měření – vysoká pořizovací cena měřidel, – při jakékoliv konfiguraci sondy nelze měřit v celém frekvenčním pásmu (20 Hz – 20 kHz), – vyšší nároky na odbornost operátorů a jejich zkušenosti s akustickými měřeními. 80 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Identifikace směru šíření akustické energie • Na měřidlech je kladný a záporný smysl šíření barevně rozlišen • Sondou se otáčí v prostoru dokud není zobrazena maximální hladina intenzity v barvě odpovídající kladnému smyslu (ideálně s exponenciálním průměrováním) • Sonda se vzhledem k stanovenému směru otočí o 90o, údaj na měřidle by měl mít kolísající smysl šíření intenzity (barvy se mění) 81 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Identifikace směru šíření akustické energie



Akustický výkon • Jediná akustická konstanta charakterizující zdroj hluku (výrobek, stroj, zdroj zvuku apod.) • Je vyžadován legislativou • Je udáván na výrobcích (lednice, sekačky, stroje apod.) • Existují vzorce, ze kterých je možné na základě znalosti akustického výkonu stanovit hladiny akustického tlaku v obecném bodě prostoru • Existují metodiky (normy) pro jeho výpočet v různých polích


© Pavel Němeček / Snímek 83


Akustický výkon • Dán skalárním součinem vektoru intenzity zvuku a normálového vektoru plochy

r I

ϕ

r S

r r W = I ⋅S W = I ⋅ S ⋅ cos(ϕ) S 84



Akustický výkon Z definice plyne: • Je nutné stanovit plochu a měřit tak, aby sonda byla rovnoběžná s normálou k této rovině • Sonda zachytí kosinovou složku vektoru intenzity Z toho plyne: • Minimalizovat úhel ϕ, čímž se zlepší reaktivita a sníží chyba stanovení intenzity • Normálový vektor plochy by měl směřovat ke zdroji zvuku 85 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina akustického výkonu • Volné pole:

Lp ≈ Lu ≈ LI

• Ve volném poli lze zaměnit LI a Lp

LW = LI + 10 log S

LW = (Lp ) + 10 log S

Avšak: • Akustický tlak je skalár (nemáme informaci o vektoru šíření) • Nemáme informaci o kvalitě pole (nutno řešit korekcemi) • Nelze oddělit aktivní (šířící se) a reaktivní (nešířící se) intenzitu



Hladina akustického výkonu • Na ploše je třeba stanovit průměrnou intenzitu • Ta se stanoví prostorovým průměrováním • Jedná se o kombinaci – lineárního průměrování v čase a – přemisťování sondy po ploše 87 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Prostorové průměrování hladiny intenzity zvuku

• Metoda přetírání

– V nastaveném čase lineárního průměrování se plocha pro výpočet akustického výkonu sondou „přetře“ vodorovně a svisle. Všemi směry se prochází stejnou rychlostí. Plocha musí být rovnoměrně pokryta. – Nutno sladit čas a pokrytí plochy. – Nevhodné pro mapování pole.

• Bodová metoda – Plocha se rozdělí na rastr bodů. V každém bodě se sondou měří stejně dlouhý čas. Data se ukládají do matice. – Vhodné pro mapování zvukového pole. – Vhodné pro automatizaci měření.

88



Plocha S • Kvádr

S = 4 ⋅ ( a ⋅ b + a ⋅ c + b ⋅ c) S = 2 ⋅ ( d ⋅ v + š ⋅ v) + d ⋅ š

• a = d/2 • b = š/2 •c=v

v

d = 2a

š = 2b 89



Plocha S • Polokoule

S = 2πr

2

• min 10 měřicích bodů

• Obalová plocha Kopíruje vnější povrch objektu 90 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Korekce na zkušební prostředí • Prostředí pro měření LW by mělo být především volné – Bezodrazová místnost – Venkovní prostředí – Prostředí nesmí obsahovat akustické překážky a odrazivé plochy (s výjimkou podložky) – Odrazivá plocha musí být rozšířena o λ/2 než je půdorys objektu – Pohltivost podložky α ≤ 0,06 (beton a asfalt vyhovují) INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

91


Korekce na zkušební prostředí pomocí pohltivosti místnosti S⎞ ⎛ K2 = 10 log⎜ 1 + 4 ⎟ A⎠ ⎝

dB

• Pohltivost prostředí A

A = α SV – S = měřicí plocha [ m2 ] – SV = plocha ohraničující místnost [ m2 ] – α = střední činitel pohltivosti místnosti K2 ≤ 0,5 dB lze zanedbat INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

92


Hygienická měření Cíle

Prostředky


• • • •

– působení na člověka, – ochrany zdraví,

• technické hledisko je až druhotné (v okamžiku řešení situace) • existují jasné legislativní limity.

měření celkových hladin, měření akustického výkonu, frekvenční analýza, měření speciálních hygienických veličin, • statistické hodnocení.

Hygienická měření kladou vysoké nároky na metrologické zabezpečení a metrologické uznání měřidel. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

93


SEL dB

Základní hygienické výpočty L(t) Leq

čas 1s

T 94



Základní vztahy ⎞ ⎛ 1 T p2 ⎜ Leq = 10 ⋅ log⎜ ∫ 2 (t )dt ⎟⎟ ⎠ ⎝ T 0 p0 ⎛1 SEL = 10 ⋅ log⎜⎜ ⎝ T0

T

∫ 0

⎞ p2 (t )dt ⎟⎟ 2 p0 ⎠

Ekvivalentní hladina (lineárně průměrovaná)

Hladina zvukové expozice

T0 = 1s

SEL = Leq + 10 ⋅ log T 95 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Hladina hlukové expozice SEL • Sound Exposure Level • Je nazývána též jako „jednosekundový ekvivalent“ • Je základním parametrem pro výpočty – spojuje Leq s různými časy T • Je hodnotou pro srovnávání • Umožňuje modelování • Fyziologicky nemá význam 96 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Schéma výpočtu Leq z dílčích hodnot n

Leq1 (T1)

SEL1 (T1)

Leq2 (T2)

SEL2 (T2)

Leqi (Ti)

SELi (Ti)

T = ∑ Ti i =1

n

SEL = 10 log ∑ 10

SELi 10

i =1

n

dB ∑ SELi

SEL (T)

i =1

Leq (T) Leqn (Tn)

Leq = SEL − 10 log T

SELn (Tn) SELi = Leqi + 10 log Ti

SELi = Leqi + 10 log Ti



Přepočet limitních hodnot LAeq,8h (T8h)

SEL8h (T8h)

Leq,T (T)

SEL8 h = LAeq ,8 h + 10 log T8 h

LAeq ,T = SEL8 h − 10 log T

SELi = Leqi + 10 log Ti



Statistické hladiny • L10 – Hladina akustického tlaku jejíž hodnota je překročena v 10% případů • L90 – Hladina akustického tlaku jejíž hodnota je překročena v 90% případů • L100 = LMIN • L0 = LMAX • Určují se ze vzorkování časového průběhu hluku a stanovené distribuční funkce 99 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Stavební akustika Cíle

Prostředky


• • • •

– šíření v uzavřených prostorech, – útlumu stavebními konstrukcemi,

• převládá technické hledisko měření, • cílem je i hygienický dopad.

měření celkových hladin, měření akustického výkonu, frekvenční analýza, měření speciálních stavebních a izolačních veličin, • statistické hodnocení.



Akustická diagnostika • Využívá vyzařování zvukové energie ze stroje jako nositele informace o jeho technickém stavu. • Využívá stejné nástroje zpracování signálu jako vibrační diagnostika. • Využívá stejné (podobné) přístrojové vybavení jako vibrační diagnostika. 101 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustická diagnostika - Výhody • Bezkontaktní snímání signálu (v bezpečné vzdálenosti) • Propracovaná metodika zpracování a hodnocení naměřených hodnot – – – –

Frekvenční analýza Celkové hladiny Akustický výkon Intenzita zvuku

• Subjektivní hodnocení • Lze pracoval v on-line režimu 102 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustická diagnostika - Nevýhody • Rušení (maskování) signálu šumem z pozadí • Logaritmická stupnice (lze přepočítat) • Vyšší náklady oproti vibrační diagnostice



Akustická diagnostika Vhodné aplikace • Transformátory • Stroje s kontaktním rizikem • Průjezdový test dopravních prostředků (např. tramvají) • Výrobky s nízkou hlučností (např. klimatizace) 104 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Akustické vlastnosti izolačních materiálů



Rozklad akustické energie v izolačním materiálu WDOP

WPROŠ

WODR WPOH 106 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvuková pohltivost • Schopnost materiálu pohltit část dopadajícího akustického výkonu. • je funkcí frekvence • vyjadřujeme ji zvukovou pohltivostí α • nabývá hodnot od 0 do 1.



Zvuková pohltivost 1. přístup • Vlastnost konstrukce zmenšit odraženou část akustické energie, • Je popsána zvukovou pohltivostí α • Je rozeznávána α pro kolmý a všesměrový dopad akustické vlny

WPOH α= WDOP 108 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Zvuková pohltivost 2. přístup WPOH ε= WDOP

WPOH + WPROŠ α= WDOP



Akustická odrazivost • Vlastnost konstrukce odrazit část akustické energie, • Je popsána činitelem zvukové odrazivosti β

WODR β= WDOP



Průzvučnost • Je závislá pouze na vlastnostech materiálu • Je definována jako: WPROŠ τ= WDOP



Vzduchová neprůzvučnost • je vlastnost konstrukce, projevující se ztrátou akustického výkonu zvuku při přenosu vzduchem prostřednictvím konstrukce. • Neprůzvučnost značíme R [dB]



Vzduchová neprůzvučnost • Je vyjádřením izolačních vlastností materiálu na základě průzvučnosti • Je definována jako: WDOP [dB] R = 10 ⋅ log WPROŠ

R = LDOP − LPROŠ

S + 10 ⋅ log A 113



Jednočíselná hodnota neprůzvučnosti R', dB

80

R‘W (C;Ctr) = 58 (-1;-5) dB.

75

70

Pro případ požadavku na zvýšenou ochranu proti hluku je vypočtená jednočíselná hodnota

65

60

55

R‘W korigována faktorem přizpůsobení C.

50

45

40

ČSN EN ISO 717-1

35

3150

2500

2000

1600

1250

1000

800

630

500

400

315

250

200

160

125

100

30

Kmitočet, f, Hz INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

114


Energetická rovnováha • 1. přístup

α + β +τ = 1 • 2. přístup

β +τ + ε = 1 α



Rozdělení materiálů podle pohltivosti zvuku

• Materiály kmitající • Materiály rezonanční • Materiály porézní 116 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Materiály kmitající Dopadající zvukové vlny uvádějí tento materiál do ohybového kmitání, přičemž v důsledku vnitřního tření dochází k absorpci energie změnou na teplo. Akustické vlastnosti jsou dány hmotností, tuhostí desky a tloušťkou zvukové mezery.



Materiály rezonanční Dopadající zvukové vlny dostanou do kmitavého pohybu vzduchový objem hrdla rezonátoru. Jakmile se jeho kmitočet dostatečně přiblíží k rezonančnímu kmitočtu, rozkmitá se i celý vzduchový objem. Část zvukové energie je tedy pohlcena v rezonátoru, zbytek je postupně vrácen do prostoru.



Materiály porézní Zvukové vlny dopadající na pórovité povrchy těchto materiálů vnikají do pórů a prostupují jimi. Vzduchové částice uvedené do pohybu zvukovou energií se třou o stěny pórů, čímž se značná část zvukové energie promění v energii tepelnou. Pohltivost je tím větší, čím větší je pórovitost materiálu.



Akustické Rezonanční Soustavy membrány, desky ma

ca, Ra

ma

Ra

ca

akustická hmotnost ma ...

(indukčnost)

akustická poddajnost ca …

(kapacita)

akustický odpor Ra…

(elektrický odpor) 120



Akustická Rezonanční Soustava membrány, desky α [-]

f [Hz]



Akustická Rezonanční Soustava - Děrované Panely Helmholtzův rezonátor y V

akustická hmotnost ma S

l

akustická poddajnost ca S1

S2

fr =

l d

c 2π

S1 S 2ld 122



Akustická Rezonanční Soustava Děrované Panely

Helmholtzův rezonátor

α [-]

f [Hz] 123 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika AKUSTICKÁ TĚLĚSA


Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika AKUSTICKÁ TĚLĚSA



Činitel Zvukové Pohltivosti s Ohledem na Tloušťku Vlákenného Materiálu

Absorption coefficient [-]

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 100

1000

10000

Frequency [Hz]

10, 25, 35 mm INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

126


Činitel Zvukové Pohltivosti s Ohledem na Objemovou Hmotnost Vlákenného Materiálu

Absorption coefficient [-]

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 100

1000

10000

Frequency [Hz]

10, 13, 32 kgm-3 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

127


Činitel Zvukové Pohltivosti s Ohledem na Vzdálenost Vlákenného Materiálu od Odrazivé Podložky Absorption coefficient [-]

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 100

1000

10000

Frequency [Hz]

0, 10, 20, 30, 40, 50 mm INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

128


Činitel Zvukové Pohltivosti Rezonanční Membrány

2

1



Činitel zvukové pohltivosti [-]

Činitel Zvukové Pohltivosti Rezonanční Membrány 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 100

1000

10000

Frekvence [Hz] NV0

NV1

NV2

NV3

NV4

NV5

NV6

NV7 130



Činitel Zvukové Pohltivosti Rezonanční Membrány s Porózní Výplní

2

1



Činitel zvukové pohltivosti [-]

Činitel Zvukové Pohltivosti Rezonanční Membrány s Porózní Výplní 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 100

1000

10000

Frekvence [Hz] NP1

NP2

NP3

NP4

NP5

NP6

NP7 132



Měření pohltivosti • V difúzním poli • V α-kabině • V impedanční trubici • Pomocí intenzity zvuku • Pomocí odrazu akustické vlny 133 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Měření zvukové pohltivosti 1. Postupem podle normy ČSN ISO 354

Akustika - Měření zvukové pohltivosti v dozvukové místnosti

– – – – –

Mezinárodní standard Objem místnosti minimálně 150 m3 Frekvenční rozsah 100 Hz – 5 kHz Plocha vzorku 10 m2 až 12 m2 Všesměrový dopad zvukových vln na měřený vzorek 134 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Podstata měření • V dozvukové místnosti o objemu V se změří doba dozvuku → Te • V téže místnosti se umístí vzorek o ploše S a změří se doba dozvuku → TS • Stanoví se koeficient zvukové pohltivosti:

0 ,16 V α = S

⎛ 1 1⎞ ⎟⎟ ⎜⎜ − ⎝ TS Te ⎠ 135 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Měření zvukové pohltivosti α-kabina

2. – – – – – –

určena pro měření zvukové pohltivosti vzorků absorpčních materiálů, obkladů spojených s nosičem, součástí nebo výrobků, určena pro měření zvukové pohltivosti při všesměrovém dopadu zvukových vln, výstupem z měření je koeficient zvukové pohltivosti α (v případě, že je možné stanovit plochu, na které dochází k pohlcování) výstupem z měření je ekvivalentní pohltivost A (v případě, že není možné stanovit plochu, na které dochází k pohlcování) je objektivní platformou pro měření zvukové pohltivosti vychází z požadavků ISO 354 (ČSN ISO 354 Akustika - Měření zvukové pohltivosti v dozvukové místnosti), respektuje metodiku, avšak odstraňuje nevýhodu potřeby vzorku o velkých rozměrech. 136 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


α-kabina



Důležité parametry α-kabiny Parametr Objem kabiny Vnější rozměry α-kabiny Rozměr vstupních dveří α-kabiny Rozměry standardního vzorku Povrch měřených tvarových dílů Rozsah měřených frekvencí

Hodnota 6,44 m3 3,22 m ¯ 2,37 m ¯ 2,03 m 123 cm ¯ 75 cm 1,0 m ¯ 1,2 m 0,6 m2 až 2,4 m2 oktávová analýza 500 Hz až 8 kHz 1/3-oktávová analýza 400 Hz až 10 kHz



α-kabina





Příklad výsledku měření

1,00 0,90 0,80 0,70

3 IT 4 IT 5 IT 3a 4a 5a

0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

10k

8k

6,3k

5k

4k

3,15k

2,5k

2k

1,6k

1,25k

1k

800,00

630,00

500,00

400,00

315,00

250,00

200,00

160,00

125,00

100,00

80,00

63,00

50,00

40,00

31,50

25,00

20,00

0,00 -0,10 16,00

akustická pohltivost α | - |

1,20 1,10

frekvence | Hz |



Měření zvukové pohltivosti 3. V impedanční trubici – – – –

Měření na vzorku ∅100 mm (7,85 • 10-3 m2) Frekvenční rozsah 16 Hz – 6,3 kHz Kolmý dopad zvukových vln (minimální hodnota zvukové pohltivosti) Určeno především pro vývoj protihlukových materiálů a porovnávací měření



Měření v impedanční trubici



Doba dozvuku – pokles intenzity zvuku I = I 0 e − ( c α S / 4V ) T 10 − 6 = e − ( cαS / 4V )T

Energie není pohlcována plynule, ale v určitých kvantech

.......... .......... .. .......... .......... ..

I 0 (1 − α ) k

V T = 0,164 αS

V T = 0,164 − S ln(1 − α ) 144 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Měření pohltivosti pomocí intenzity zvuku • V dozvukové místnosti se změří v blízkosti vzorku průměrná hladina intenzity zvuku LI a akustického tlaku LP • Stanoví se koeficient zvukové pohltivosti:

α =

4 1 + 10

LP − LI 10 145



Měření pohltivosti odrazem zvukové vlny • Použije se reproduktor, který vysílá signál (šum) a měřicí mikrofon • Ve volném poli se změří hluk šumu v definované vzdálenosti od mikrofonu → Lp,d • Pro stejnou vzdálenost se vytvoří odrazová dráha (odraz přes vzorek) → Lp,r

α = 1 − 10

−

( Lp ,d − Lp , r ) 10 146



Aplikace pohltivých materiálů • Ideální je aplikace do kmitny akustické rychlosti • Kmitna je od uzlu vzdálena o λ/4 • Na stěně je uzel (částice nemohou kmitat) • Na stěnu je nutné umístit materiál o minimální tloušťce λ/4 nebo • Posunout materiál do polohy λ/4 od stěny 147 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Přehled ČSN pro měření a hodnocení akustické pohltivosti • ČSN ISO 10534-1 Akustika - Určování činitele zvukové Pohltivosti a akustické impedance v impedančních trubicích - Část 1: Metoda poměru stojaté vlny • ČSN ISO 10534-2 Akustika - Určování činitele zvukové Pohltivosti a akustické impedance v impedančních trubicích - Část 2: Metoda přenosové funkce • ČSN EN ISO 354 Akustika - Měření zvukové Pohltivosti v dozvukové místnosti



Přehled ČSN pro měření a hodnocení akustické pohltivosti • ČSN ISO 13472-1 Akustika - Měření in situ zvukové Pohltivosti povrchu vozovky - Část 1: Metoda zvětšené plochy • ČSN EN 1793-1 Zařízení pro snížení hluku silničního provozu - Zkušební metody stanovení akustických vlastností - Část 1: Určení zvukové Pohltivosti laboratorní metodou 149 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Přehled ČSN pro měření a hodnocení akustické pohltivosti • ČSN EN 12354-6 Stavební akustika - Výpočet akustických vlastností budov z vlastností stavebních prvků - Část 6: Zvuková Pohltivost v uzavřených prostorech • ČSN EN ISO 11654 Akustika - Absorbéry zvuku používané v budovách - Hodnocení zvukové Pohltivosti 150 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Přehled ČSN pro měření a hodnocení neprůzvučnosti • ČSN EN 20140-10 Akustika. Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách. Část 10: Laboratorní měření vzduchové Neprůzvučnosti malých stavebních prvků (ISO 140-10:1991) • ČSN EN 20140-9 Akustika. Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách. Část 9: Laboratorní měření vzduchové Neprůzvučnosti mezi místnosti pro stanovení zvukové izolace zavěšeného podhledu s průběžnou vzduchovou vrstvou (ISO 1409:1985) • ČSN EN ISO 140-12 Akustika - Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách - Část 12: Laboratorní měření vzduchové a kročejové Neprůzvučnosti v horizontálním směru podlah s průběžnou vzduchovou vrstvou



Přehled ČSN pro měření a hodnocení neprůzvučnosti • ČSN EN ISO 140-3 Akustika. Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách. Část 3: Laboratorní měření vzduchové Neprůzvučnosti stavebních konstrukcí (ISO 140-3:1995) • ČSN EN ISO 140-4 Akustika - Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách - Část 4: Měření vzduchové Neprůzvučnosti mezi místnostmi v budovách • ČSN EN ISO 140-5 Akustika - Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách - Část 5: Měření vzduchové Neprůzvučnosti obvodových plášťů a jejich částí na budovách • ČSN EN ISO 140-6 Akustika - Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách - Část 6: Laboratorní měření kročejové Neprůzvučnosti stropních konstrukcí 152 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Přehled ČSN pro měření a hodnocení neprůzvučnosti • ČSN EN ISO 140-7 Akustika - Měření zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách - Část 7: Měření kročejové Neprůzvučnosti stropních konstrukcí v budovách • ČSN EN 12354-1 Stavební akustika - Výpočet akustických vlastností budov z vlastností stavebních prvků - Část 1: Vzduchová Neprůzvučnost mezi místnostmi • ČSN EN 12354-2 Stavební akustika - Výpočet akustických vlastností budov z vlastností stavebních prvků - Část 2: Kročejová Neprůzvučnost mezi místnostmi • ČSN EN 12354-3 Stavební akustika - Výpočet akustických vlastností budov z vlastností stavebních prvků - Část 3: Vzduchová Neprůzvučnost vůči venkovnímu zvuku 153 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Přehled ČSN pro měření a hodnocení neprůzvučnosti • ČSN EN ISO 717-1 Akustika - Hodnocení zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách Část 1: Vzduchová Neprůzvučnost • ČSN EN ISO 717-2 Akustika - Hodnocení zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách Část 2: Kročejová Neprůzvučnost • ČSN EN 12758 Sklo ve stavebnictví - Zasklení a vzduchová Neprůzvučnost - Popisy výrobků a stanovení vlastností 154 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Metody snižování hluku



Metody snižování hluku • Primární - Snižování akustické emise zdroje hluku • Sekundární - Snižování akustické energie na cestě od zdroje k posluchači • Terciální – ochranou posluchače 156 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ


Snižování akustické emise zdroje hluku • Nejúčinnější z protihlukových úprav • Často je založeno zejména na snižování vibrací • Je zaměřeno na odstranění příčin nadměrných vibrací, tření, proudění kapalin a plynů … • U některých zařízení lze jen velmi obtížně (spalovací motor, vibrační lis…) 157 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika Snižování akustické emise zdroje hluku



Úpravy zvukového pole • Změny akustické pohltivosti stěn • Změny rozmístění zdrojů hluku • Vkládání překážek mezi zdroj hluku a „posluchače“ • Zakrytování zdrojů hluku 159 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika Vkládání překážek mezi zdroj hluku a „posluchače“


Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika Úpravy zvukového pole


Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika Úpravy zvukového pole


Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika Zakrytování zdrojů hluku



Kalibrace zvukoměru • KALIBRACE = soubor úkonů, kterými se stanoví za specifikovaných podmínek vztah mezi hodnotami veličin, které jsou indikovány měřicím přístrojem nebo měřicím systémem nebo hodnotami reprezentovanými ztělesněnou mírou nebo referenčním materiálem a odpovídajícími hodnotami, které jsou realizovány etalony. • KALIBRACE je metrologický úkon : – – – –

který probíhá podle písemně daného postupu, ze kterého je vydán protokol, který se provádí v kalibračních lhůtách jehož důležitým výsledkem je nejistota při kalibraci


© Pavel Němeček / Snímek 164


Obsah kalibračního postupu • • • • • • • • •

určení měřicího a zkušebního zařízení parametry veličin stanovení všech etalonů a doplňkového zařízení požadované podmínky prostředí popis vlastního postupu kritéria a/nebo normy pro prohlášení shody údaje, které musí být zaznamenány a metoda jejich analýzy a prezentace analýza nejistot měření


Název přednášky/cvičení Akustická diagnostika 1

Korekce na barometrický tlak

0,5 1013 hPa ~ 0 dB

Korekce na tlak vzduchu [ dB ]

0 -0,5 -1 -1,5 -2

dB = −6.10 −6 b2 + 0 ,0205b − 14 ,616

-2,5 -3 -3,5 -4 650

700

750

800

850

900

950

1000

1050

Baromtrický tlak [ hPa ] INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

166

Akustická diagnostika

Recommend Documents