EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 10. Měření hluku

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 10. Měření hluku"

Radek Tichý
před 7 lety
Počet zobrazení:

KAPITOLY Úvod do měření hluku Teoretické základy měření hluku Úpravy citlivosti zvukoměrů

1 FSI VUT v Brně, Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 10. Měření hluku OSNOVA 10. KAPITOLY Úvod do měření hluku Teoretické základy měření hluku Úpravy citlivosti zvukoměrů Měření hluku strojů Měření hluku v místech pobytu osob Přístroje pro měření hluku Zdroj: InfraTec Častým zdrojem hluku bývají motory

ÚVOD DO MĚŘENÍ HLUKU HLUK je nežádoucí zvuk Má vliv na sluch, neurovegetativní systém a psychiku (i malý hluk zvyšuje únavu a nervozitu) Akustický tlak p [Pa] je namodulován na

2 ÚVOD DO MĚŘENÍ HLUKU HLUK je nežádoucí zvuk Má vliv na sluch, neurovegetativní systém a psychiku (i malý hluk zvyšuje únavu a nervozitu) Akustický tlak p [Pa] je namodulován na barometrický tlak. Zdrojem jsou motory, rotační stroje, technologické procesy, pracovní stroje, proudění tekutin, zařízení pro techniku prostředí, dopravní prostředky, hudební produkce aj. 2

3 TEORETICKÉ ZÁKLADY MĚŘENÍ HLUKU - 1 ENERGETICKÉ VELIČINY ZVUKU Akustický výkon [W] Intenzita zvuku [W.m -2 ] E [J] je akustická energie P I de d dp ds Mají rozpětí několika řádů a člověk je vnímá nelineárně Hodnocení akustického pole pomocí hladin akustických veličin v [db] 2 Hladina akustického tlaku p p Lp 10 log 2 20 log je měřena zvukoměrem p0 p0 p 0 = Pa je referenční hodnota pro šíření ve vzduchu Hladina akustického výkonu LW 10 log (počítá se) P0 P 0 = W je referenční hodnota akustického výkonu Hladina akustické intenzity I L I 10 log (počítá se) I0 I 0 = W.m -2 je referenční hodnota akustické intenzity P 3

4 4 TEORETICKÉ ZÁKLADY MĚŘENÍ HLUKU - 2 PŘEPOČTY HLADIN AKUSTICKÝCH VELIČIN Z L p L p je měřeno zvukoměrem. Platí: p d = r c 2 / 2 Přepočet L p na L I L I pef r0c0 20 log 10 log Lp 0, 2 p r c kde r [kg.m -3 ] je hustota prostředí, c [m.s -1 ] je rychlost zvuku. Běžně lze druhý člen na pravé straně nahradit hodnotou 0,2 I S Přepočet L I na L W LW 10 log 10 log LI 10 log I0 S0 kde S [m 2 ] je plocha a S 0 = 1 m 2 je referenční plocha 0ef S Přepočet L p na L W LW Lp 0,2 10 logs Tato rovnice vznikla sloučením předchozích dvou vztahů

5 ÚPRAVY CITLIVOSTI ZVUKOMĚRŮ - 1 VÁHOVÉ FILTRY K úpravě citlivosti zvukoměrů v souladu s kmitočtovými závislostmi lidského sluchu slouží ve zvukoměrech definované filtry. Jedná se především o váhové filtry A, B a C. Útlumové charakteristiky váhových filtrů A, B, C Údaj zvukoměru s filtrem A je hladina hluku L A [db(a)] (hladina akustického tlaku) Hladina hluku L A se používá nejčastěji. Dle ČSN ISO je zavedeno delší označení L pa [db]. Budeme však používat kratší označení L A [db]. 5

6 ÚPRAVY CITLIVOSTI ZVUKOMĚRŮ - 2 PÁSMOVÉ FILTRY Tyto filtry slouží pro pásmovou analýzu hluku. Velikost pásma je dána jeho krajními frekvencemi f 1, f 2 Příklad analýzy Pro oktávové frekvenční pásmo platí: f f 2 Pro třetino oktávové frekvenční pásmo platí: f f 1 2 f 1 f Pro střední frekvence v každém pásmu platí: 2 Střední frekvence v oktávových pásmech (dle norem) f m Číslo oktávy f m [Hz] 31,

7 ÚPRAVY CITLIVOSTI ZVUKOMĚRŮ - 3 ČÍSLO TŘÍDY HLUKU N Vystihuje nebezpečnost hluku na sluch Určí se z naměřených hladin akustického tlaku v oktávových pásmech. Hodnota N je nejvyšší údaj třídy hluku z naměřených hladin akustického tlaku v oktávových pásmech 31,5 Hz až Hz, a to dle diagramu nebo také tabulek. Diagram pro určení čísla třídy hluku N 7

8 METODY MĚŘENÍ HLUKU STROJŮ - 1 Uvedené metody se VZTAHUJÍ na hluk šířící se ze strojů vzduchem Uvedené metody se NEVZTAHUJÍ na měření hluku z dopravních prostředků za pohybu na měření hluku šířícího se ve vzduchotechnických potrubích Měření se provádí U výrobců - pro dodržení norem, hygienických předpisů a pro zlepšení parametrů výrobků. V provozu - pro kontrolu hlučnosti strojů při předávání do provozu, při validaci zařízení apod. a to dle norem ISO 3740 až ISO 3746 v ČR viz ČSN ISO 3740, ČSN EN , ČSN EN , ČSN ISO 3743, ČSN ISO

9 METODY MĚŘENÍ HLUKU STROJŮ - 2 VÝSLEDKEM MĚŘENÍ BÝVÁ a) Hladina akustického výkonu L w s filtrem A POVINNĚ. b) Hladina akustického tlaku L p (hluku) v pracovním místě POVINNĚ pro stroje na stálém pracovním místě. c) Hladiny akustického tlaku L p (hluku) v kmitočtových pásmech v pracovním místě. POVINNĚ pro stroje na stálém pracovním místě. d) Hladiny akustického výkonu L w v kmitočtových pásmech. e) Hladina akustického tlaku L p s filtrem A a hladiny akustického tlaku L p v kmitočtových pásmech, měřené ve stanovených místech, když nelze měřit L w viz ad a) a ad d). f) Směrový index - rozdíl mezi hladinou akustického tlaku L p v daném směru na měřicí ploše (vyvolanou směrově vyzařujícím zdrojem hluku) a průměrnou hladinou akustického tlaku L p na měřicí ploše. 9

10 METODY MĚŘENÍ HLUKU STROJŮ - 3 MĚŘENÍ HLADINY AKUSTICKÉHO VÝKONU Metody: Přesné - Technické - Provozní Měření L W strojů ve volném zvukovém poli (Velký prostor či pohltivé stěny) Metody měření (dle ČSN) se liší počtem měřicích bodů n, povolenou hladinou L p akustického tlaku pozadí a způsobem určení korekcí na nedokonalost předpokladu volného zvukového pole. Při měření vytyčíme kolem stroje plochu S [m 2 ], na které zvolíme n měřicích bodů, kde měříme L pi. Hladina akustického výkonu L W je integrál L p přes měřicí plochu a platí L W 10 1 log n i n i 1 0, 1 L pi log S Velikost stroje l 1 x l 2 x l 3, Vzdálenost měření d > 1m h 1 =0,25(b+c-d), h 1 0,15 m 10

METODY MĚŘENÍ HLUKU STROJŮ - 4 Měření hladiny akustického výkonu L W strojů v dozvukové místnosti (Větší prostor bez pohltivých stěn, které nejsou na sebe kolmé) Měřicí místa jsou ve větších

11 METODY MĚŘENÍ HLUKU STROJŮ - 4 Měření hladiny akustického výkonu L W strojů v dozvukové místnosti (Větší prostor bez pohltivých stěn, které nejsou na sebe kolmé) Měřicí místa jsou ve větších vzdálenostech (v poli odražených vln). Počet míst a počet poloh stroje se určí vyhodnocením nejistot měření. Vzdálenosti měřicích míst: Od objektu d min = (A/5) 0,5 Od stěn místnosti min. 1/4 vlnové délky Vzájemná vzdálenost míst min. 1/2 vlnové délky kde A = 0,16 V / [m 2 ] celková pohltivost prostoru V [m 3 ] objem zkušební místnosti [s] doba dozvuku pro daný prostor (závislá na frekvenci) Hladina akustického výkonu L W 10 1 log n i n i 1 0, 1 L pi log A 5 kde L pi [db] naměřené hladiny akustického tlaku 11

12 METODY MĚŘENÍ HLUKU STROJŮ - 5 Měření hladiny akustického výkonu strojů pomocí referenčního zdroje zvuku - používá se, nelze-li použít předchozí metody Měření se provádí ve 2 krocích, a to ve vzdálenosti > 0,3.V 1/3, kde V [m 3 ] je objem místnosti. 1. KROK: Se zapnutým referenčním zdrojem a vypnutým měřeným strojem se určí konstanta místnosti i n 1 L K A L pi 10 5 WR , log log 1 n L WR [db] je známá hladina akustického výkonu referenčního zdroje 2. KROK: Bez referenčního zdroje při zapnutém měřeném stroji se určí požadovaná hladina akustického výkonu i 1 L W 10 log 1 n i n i1 10 0,1L pi K 12

13 MĚŘENÍ HLUKU V MÍSTECH POBYTU OSOB - 1 CÍLEM MĚŘENÍ JE stanovení údajů o hluku na pracovních místech, v dopravních prostředcích, v budovách i ve venkovním prostoru a jiných místech pobytu osob. Při měřeních zjišťujeme: Skutečné hladiny akustického tlaku - měří se vždy a porovnávají se s přípustnými hodnotami (viz hygienické předpisy svazek č. 37/77) Spektrum hladiny akustického tlaku - měří se někdy, a to v oktávových nebo i třetinooktávových pásmech Ekvivalentní hladiny akustického tlaku - měří se vždy u časově proměnného hluku 13

14 MĚŘENÍ HLUKU V MÍSTECH POBYTU OSOB - 2 Umístění zvukoměru: V pracovních prostorách do místa hlavy pracovníka u stroje V oblastech komunální hygieny do výšky 1,5 m nad podlahou, nebo 0,7 m nad sedadlem pro práci vsedě Při měření hlukové expozice budovy z venku 2 m před fasádu. Při měření v místnostech min. 1 m od stěny či jiných ploch. Při měření je nutné vyloučit pohyb osob u mikrofonu Počet měření se určuje dle časového průběhu hluku: U ustálených hluků 10 měření U přerušovaných hluků 5 krát ve hlučném a 5 krát v méně hlučném intervalu U hluku nepravidelných min. 100 měření, a to v pravidelných časových intervalech Výsledky měření se uvádějí ve formě záznamu o měření hluku, který je doplněn o zápis s hlavními výsledky a závěry (viz příloha skript) 14

15 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ HLUKU - 1 VÝROBCI: Brüel & Kjaer, AIRFLOW, AMR AHLBORN aj. ZVUKOMĚRY - pro měření hladiny akustického tlaku zvuku v db Součásti zvukoměrů - mikrofony, zesilovací obvody, přepínatelné filtry, přepínače rozsahů, měřidla pro měření efektivních hodnot, zdroje proudu (analogové či digitální výstupu, paměti pro záznam extrémních či ekvivalentních hodnot hladiny hluku, tiskárny). Vlastnosti zvukoměrů (kmitočtové a směrové charakteristiky mikrofonů, dynamické vlastnosti, přebuditelnost zesilovačů, způsob vyhodnocení efekt. hodnoty aj.) bývají normalizovány (ČSN ). Dynamické vlastnosti lze měnit Označení Slow (pro nepravidelné hluky), Fast (pro běžná měření), Impuls (pro impulsní hluky) Nejistoty měření: Přesné zvukoměry - nejistota okolo 1 db a pro krajní frekvence (31,5 a Hz) až 3 db Běžné zvukoměry - nejistota 3 db a pro krajní frekvence až 6 db 15

16 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ HLUKU - 2 Hladinové zapisovače pro záznam hladiny hluku v závislosti na čase, nebo na frekvenci Speciální magnetofony pro záznam zvuku umožňující dodatečné zpracování Hlukové dozimetry pro stanovení zvukové expozice pracovníků (se signalizací o překročení přípustné expozice během směny) Analyzátory hladin hluku pro automatické měření, vyhodnocování a indikaci hladin akustického tlaku, ekvivalentní hladiny akustického tlaku, statistického rozložení hladin akustického tlaku aj. Brüel & Kjaer Počítače vybavené speciálními Investigator měřicími kartami pro analýzu hladin hluku s možností širokého zpracování a prezentace výsledků měření. 16

Podobné dokumenty

poli nad odrazivou plochou podle ČSN ISO 3746

Stanovení hladin akustického výkonu zdrojů hluku pomocí akustického tlaku Provozní metoda ve volném poli nad odrazivou plochou podle ČSN ISO 3746 Ing. Miroslav Kučera, Ph.D. Fakulta strojní ČVUT v Praze