Giải thích về Máy đo mức âm thanh: Phân loại, Trọng lượng, Hiệu chuẩn và Sử dụng tại hiện trường

Đứng trên mặt cầu lúc sáu giờ sáng, hoặc bên cạnh một máy nén khí mà mọi người trong xưởng đều thề là hoàn toàn bình thường, và sớm hay muộn bạn cũng đi đến kết luận giống nhau: ấn tượng không phải là thước đo. Máy đo mức âm thanh tồn tại để thực hiện chuyển đổi đó. Áp suất âm thanh tính bằng pascal trở thành một con số tính bằng decibel và con số đó có thể được so sánh với giới hạn, đường cơ sở hoặc số đọc mà người khác đã đo ở cùng một vị trí hai năm trước.

Chúng tôi xây dựng chuỗi đo lường đằng sau những con số đó hàng ngày: micrô điện dung, máy phân tích tín hiệu động đa kênh, thiết bị kích thích và dụng cụ hiệu chuẩn. Các câu hỏi tương tự liên tục đến từ các kỹ sư kiểm tra, đội bảo trì và phòng thí nghiệm của trường đại học, vì vậy hướng dẫn này tập hợp các câu trả lời thực tế vào một nơi: thiết bị thực sự đo được những gì, tiêu chuẩn phân loại nó như thế nào, các số đọc thường sai ở đâu và khi nào máy đo cầm tay nên nhường chỗ cho một hệ thống thu nhận đầy đủ.

Máy đo mức âm thanh thực sự đo được những gì

Bên trong thiết bị, màng micrô di chuyển vài nanomet và tạo ra điện áp tỷ lệ với áp suất âm thanh. Sau đó, áp suất đó được biểu thị tương ứng với tham chiếu 20 micropascal, gần bằng ngưỡng nghe ở tần số 1 kHz, sử dụng tỷ lệ logarit: 20 lần logarit cơ số 10 của áp suất đo được chia cho áp suất tham chiếu. Thang đo decibel tồn tại vì bản thân tai là logarit. Mức tăng sáu decibel sẽ tăng gấp đôi áp suất âm thanh, mức tăng mười decibel thường được nghe thấy to gần gấp đôi và mức tăng áp suất gấp một trăm lần sẽ trở thành mức bốn mươi decibel có thể kiểm soát được.

Lưu ý những gì đang được đo lường. Máy đo mức âm thanh báo cáo mức áp suất âm thanh tại vị trí của viên nang. Nó không báo cáo công suất âm thanh, mô tả chính nguồn đó và thu được bằng các phương pháp khá khác nhau. Việc giữ rõ sự khác biệt đó sẽ tránh được nhiều sự nhầm lẫn khi bảng dữ liệu của nhà cung cấp và khảo sát địa điểm có vẻ không thống nhất với nhau.

Máy đo hiện đại hiếm khi dừng ở mức tức thời. Máy dò sẽ tính trung bình tín hiệu có trọng số và thiết bị sẽ lưu trữ một nhóm kết quả. Bảng dưới đây liệt kê những thứ xuất hiện thường xuyên nhất trong các báo cáo và tiêu chuẩn.

Bên trong thiết bị: Capsule, Preamplifier, Detector

Hầu hết các máy đo chuyên nghiệp đều sử dụng một ống ngưng tụ nửa inch. Một màng kim loại mỏng nằm sát tấm phía sau và điện dung thay đổi giữa chúng trở thành điện áp. Viên nang phân cực bên ngoài cần nguồn cung cấp phân cực ổn định; thiết kế tiền phân cực mang điện tích cố định trong vật liệu màng ngăn và chịu được các điều kiện trường dễ dàng hơn. Định hướng của viên nang cũng quan trọng: micrô trường tự do được khắc phục sự nhiễu do chính cơ thể chúng gây ra khi chĩa vào nguồn, micrô áp suất được thiết kế để gắn phẳng hoặc khớp nối và các loại tần suất ngẫu nhiên phân chia sự khác biệt.

Phía sau vỏ bọc, bộ tiền khuếch đại phải có trở kháng đầu vào cực cao để tín hiệu vỏ nhỏ có thể truyền qua cáp. Từ đó, tín hiệu đi qua mạng trọng số tần số, bộ dò bình phương trung bình gốc với các hằng số thời gian có thể lựa chọn và cuối cùng là giai đoạn hiển thị và ghi nhật ký. Điều đáng ghi nhớ là độ chính xác thực sự được quyết định ở đâu. Màn hình hầu như không gây ra lỗi; viên nang, hiệu chuẩn của nó và âm thanh xung quanh thiết bị quyết định gần như mọi thứ.

Vì phần đầu của bất kỳ phép đo âm thanh nào đều là cảm biến nên chúng tôi rất quan tâm đến chất lượng viên nang và độ ổn định cơ học. Micrô điện dung âm thanh của chúng tôi được chế tạo để sử dụng trong phòng thí nghiệm và hiện trường cùng với máy phân tích ghi lại kết quả đầu ra của chúng.

Danh mục sản phẩm Micro điện dung Trang danh mục này hiện không liệt kê các mẫu micrô nhưng đặt các viên nang âm thanh cùng với máy phân tích và thiết bị đo độ rung. Xem sản phẩm →

Trọng số tần suất và thời gian không có biệt ngữ

Tai con người không có độ nhạy như nhau ở mọi tần số và không có trọng số nào phù hợp với mọi câu hỏi. Do đó, các tiêu chuẩn xác định một số đường cong và việc đọc là vô nghĩa trừ khi đường cong được nêu cùng với hằng số thời gian được sử dụng để làm phẳng nó.

Trọng số thời gian hoạt động song song. Fast sử dụng hằng số mũ 125 mili giây và hoạt động gần giống như khả năng nhận biết âm lượng của con người; Chậm sử dụng một giây và cho kết quả đọc ổn định hơn; Impulse sử dụng mức tăng nhanh và mức giảm chậm cho các sự kiện nhất thời. Khi báo cáo cho biết "82 dB" và không có gì khác, hãy hỏi trọng số nào và hằng số thời gian nào đã được áp dụng. Cùng một sự kiện có thể dễ dàng tạo ra các giá trị cách nhau bốn hoặc năm decibel trong các cài đặt khác nhau.

Để giữ cho các con số được gắn liền với trải nghiệm hàng ngày, biểu đồ bên dưới so sánh các mức trọng số A điển hình. Nó là một tham chiếu cho trực giác hơn là một sự thay thế cho sự đo lường.

Các lớp IEC 61672: Lớp 1 và Lớp 2 trong thực tế

Tiêu chuẩn quốc tế IEC 61672 chia thiết bị thành hai loại hiệu suất. Sự khác biệt không phải ở tính thẩm mỹ: nó đặt ra mức dung sai mà nhà sản xuất cho phép ở mỗi tần số, phạm vi hoạt động tuyến tính phải rộng đến mức nào và do đó, phép đo nào mà thiết bị có thể hỗ trợ một cách đáng tin cậy. Các số liệu dưới đây mang tính điển hình chứ không phải đầy đủ, vì vậy, hãy luôn xác nhận chi tiết theo phiên bản hiện tại của tiêu chuẩn và các quy tắc xác minh quốc gia của bạn.

Hai thiết bị thuộc các loại khác nhau đều có thể "chính xác" nhưng vẫn không đồng nhất một decibel trở lên ở các tần số cực trị. Nếu hợp đồng trích dẫn một lớp, hãy coi trích dẫn là một yêu cầu chứ không phải là một ưu tiên.

Năm câu hỏi cần trả lời trước khi bạn so sánh các mô hình

Bảng giá hiếm khi trả lời các câu hỏi quyết định liệu việc mua hàng có thành công hay không. Chúng ta thường bắt đầu cuộc trò chuyện bằng những câu sau:

1. Con số sẽ hỗ trợ quyết định gì? Việc sàng lọc một lần và thử nghiệm tuân thủ theo hợp đồng sẽ chứng minh các công cụ khác nhau.
2. Giới hạn thực sự chỉ định số liệu nào? Tất cả trọng số, hằng số thời gian và chu kỳ lấy trung bình đều phải được ghi lại trước lần đo đầu tiên.
3. Điểm duy nhất hoặc bản đồ? Nếu bạn cần nhiều vị trí cùng lúc hoặc tiếng ồn cùng với độ rung, thì một đồng hồ đo cầm tay cuối cùng sẽ trở thành nút thắt cổ chai.
4. Đã bao lâu không được giám sát? Thời lượng ghi nhật ký, bộ nhớ, thời lượng pin, khả năng bảo vệ khỏi thời tiết và quyền truy cập từ xa đều quan trọng sau khi quá trình đo diễn ra trong nhiều tuần.
5. Ai xác minh nó và tần suất như thế nào? Việc hiệu chuẩn và xác minh định kỳ phải được lên kế hoạch ngay từ khi mua, không được phát hiện ở lần đánh giá đầu tiên.

Hiệu chuẩn là thói quen tách dữ liệu khỏi số

Một bộ hiệu chuẩn âm thanh vừa khít với viên nang và tạo ra mức đã biết, thường là 94 dB ở 1 kHz, với 114 dB có sẵn để kiểm tra độ tuyến tính ở mức cao hơn. Quy trình này ngắn và không phải là tùy chọn: kiểm tra trước khi đo, kiểm tra sau và ghi lại cả hai giá trị vào tệp. Độ lệch hơn nửa decibel là lời nhắc nhở bạn nên dừng lại và điều tra thay vì áp dụng biện pháp khắc phục và tiếp tục.

Môi trường xứng đáng được quan tâm như nhau. Gió thổi qua khoang lái tạo ra tiếng ồn riêng, kính chắn gió bằng xốp sẽ giảm bớt nhưng không bao giờ loại bỏ được tiếng ồn này. Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển và độ vừa vặn của thiết bị hiệu chuẩn đều thay đổi một chút các số đo. Khi so sánh hai cuộc khảo sát cách nhau nhiều tháng, hãy lưu ý những điều kiện này một cách cẩn thận như khi bạn lưu ý đến mô hình công cụ.

Nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng đối với khía cạnh rung động của chương trình thử nghiệm, trong đó gia tốc kế và bộ khuếch đại điện tích cần cùng loại xác minh hiện trường. Bộ hiệu chuẩn độ rung di động của chúng tôi bao phủ phần đó của dây chuyền, do đó, khảo sát độ rung và tiếng ồn kết hợp có thể được xác minh từ một túi đựng dụng cụ.

Bộ hiệu chuẩn độ rung di động để xác minh hiện trường Danh mục này liệt kê năm thiết bị hiệu chuẩn độ rung di động, hỗ trợ xác minh hiện trường của chuỗi gia tốc kế và bộ khuếch đại điện tích trong khảo sát tiếng ồn và độ rung kết hợp. Xem sản phẩm →

Nơi máy đo mức âm thanh kiếm được tiền

Dụng cụ này có mục đích chung; các ứng dụng đều cụ thể và mỗi ứng dụng áp đặt những thói quen riêng của mình:

• Tiếng ồn môi trường và cộng đồng. Ghi nhật ký dài hạn tại các ranh giới, thống kê phần trăm và tài liệu cẩn thận về thời tiết và điều kiện hoạt động.
• Xây dựng âm học. Cách nhiệt trong không khí và tác động, thời gian vang và dữ liệu dải quãng tám mà hầu hết các phương pháp đánh giá đều yêu cầu.
• Tiếng ồn của máy móc và sản phẩm. Xác định các nguồn chính, so sánh các biến thể thiết kế và hỗ trợ các thử nghiệm khai báo hoặc chấp nhận.
• Tiếp xúc tại nơi làm việc. Đo liều cá nhân và khảo sát khu vực, chú ý đến thời lượng, các sự kiện cao điểm và kiểu phơi nhiễm thực tế.
• Chuyên chở. Các phép đo đi ngang qua, tiện nghi bên trong xe, tiếng ồn đường sắt và hàng hải, những nơi mà độ rung thường phải được ghi lại cùng một lúc.
• Giảng dạy và nghiên cứu. Các bài tập trong phòng thí nghiệm và dự án của sinh viên, trong đó một công cụ mạnh mẽ với cài đặt rõ ràng sẽ dạy những thói quen tốt hơn so với một ứng dụng.

Nếu một dự án trải rộng trên một số khu vực này thì việc lập kế hoạch cho toàn bộ chuỗi cùng một lúc thường sẽ tiết kiệm hơn thay vì mua các công cụ riêng biệt cho từng khu vực. của chúng tôi giải pháp kiểm tra độ rung và động được tổ chức xung quanh ý tưởng đó: cảm biến, thu nhận, kích thích, hiệu chuẩn và phần mềm được thiết kế để hoạt động như một hệ thống.

Thói quen thực địa bảo vệ việc đọc

Hầu hết dữ liệu âm thanh kém không phải do nhạc cụ kém gây ra. Nó được gây ra bởi những lựa chọn thủ tục nhỏ được thực hiện dưới áp lực thời gian. Đây là những thứ chúng ta thấy thường xuyên nhất:

1. Giữ máy đo ở khoảng cách một cánh tay hoặc gắn nó lên giá ba chân; cơ thể bạn phản xạ âm thanh và bàn tay của bạn có thể che giấu viên nang.
2. Hướng viên nang trường tự do về phía nguồn và giữ góc nhất quán giữa các điểm đo.
3. Lưu ý trọng số, hằng số thời gian và khoảng thời gian trung bình cho mỗi kết quả được lưu trữ, không chỉ con số tiêu đề.
4. Ghi lại một tệp âm thanh ngắn hoặc ảnh chụp nhanh quãng tám thứ ba cùng với cấp độ, do đó, một kết quả kỳ lạ có thể được giải thích sau.
5. Đo nền riêng biệt; không thể định lượng được một nguồn chỉ cách nền vài decibel.
6. Ghi lại số sê-ri của thiết bị, giá trị hiệu chuẩn và phiên bản chương trình cơ sở vào báo cáo mọi lúc.

Khi đồng hồ đo cầm tay không còn đủ nữa

Máy đo cầm tay trả lời câu hỏi "âm thanh như thế nào". Nó đấu tranh với "thành phần nào và tại sao". Khi một dự án cần phổ quãng tám hoặc dải tần hẹp, phân tích thứ tự trên máy quay, các kênh tiếng ồn và rung đồng thời hoặc giám sát liên tục trong nhiều tháng, bước tiếp theo tự nhiên là máy phân tích tín hiệu động đa kênh có gắn bộ chuyển đổi thích hợp.

Bước đó thay đổi quy trình làm việc theo những cách hữu ích. Tất cả các kênh đều chia sẻ một cơ sở thời gian, do đó các mối quan hệ về pha vẫn tồn tại và việc phân tích đường dẫn truyền tải trở nên khả thi. Dữ liệu có thể được truyền tới mạng thay vì được mang về từ trang web trên thẻ nhớ. Và phần cứng tương tự ghi lại tiếng ồn cũng ghi lại gia tốc, lực và độ biến dạng, đó chính xác là những gì mà một bài kiểm tra phương thức hoặc một cuộc điều tra kỹ thuật số yêu cầu.

Các máy phân tích được nối mạng như các thiết bị thuộc dòng ZTN8128 của chúng tôi thường được triển khai ở những nơi phải thu thập nhiều điểm đo cùng nhau, ví dụ như vỏ máy, bệ kiểm tra hộp số hoặc mặt tiền tòa nhà có nhiều vị trí micrô.

Máy phân tích tín hiệu động/điện áp 8 kênh ZT-N8208I Máy phân tích 24 bit, 8 kênh với Ethernet 100Mbps, kích thích IEPE và lấy mẫu 128kHz để đo độ rung và sốc đồng bộ. Xem sản phẩm →

Nếu bạn đang cân nhắc hai cách tiếp cận, lưu ý của chúng tôi về máy phân tích tín hiệu động khác với thiết bị truyền thống như thế nào xem xét sự đánh đổi một cách chi tiết hơn.

Mô hình trên tất cả những điều này là nhất quán. Máy đo mức âm thanh mang lại lợi ích cho việc chuẩn bị nhiều hơn là thưởng cho các tính năng: số liệu đã nêu, viên nang đã được xác minh, vị trí đo hợp lý và kiểm tra hiệu chuẩn được ghi lại sẽ hoạt động tốt hơn một thiết bị đắt tiền hơn được sử dụng một cách bất cẩn. Cho dù con số cuối cùng hỗ trợ một báo cáo tuân thủ, một quyết định thiết kế hay thí nghiệm đầu tiên của học sinh, nó vẫn xứng đáng có kỷ luật tương tự. Đó là phần công việc mà chúng tôi yêu thích nhất và chúng tôi luôn vui vẻ trao đổi thông qua chuỗi đo lường trước khi nó được đặt hàng thay vì sau đó.