Épületakusztika és zaj-lokalizáció

Mottó: minden összefügg…

Az épületakusztikai mérés célja az épület helyiségei közti hangcsillapítás szabványos mérése. Ez jelenti egyrészt az egyik helyiségben létrehozott hangból a falon átjutó rész arányát (léghanggátlás) másrészt a padlón való járás (kopogás) eredményeképp a födém által az alsó helyiségben keletkező hang vizsgálatát (lépéshanggátlás) Mindkettőt gerjesztés-válasz módszerrel lehet mérni, a helyiséget „meg kell tölteni hanggal”, illetve a padlón szabványos eszközzel kell kopogtatni. Része az épületakusztikának a helyiségek utózengési idejének mérése, amivel korrigálni kell az eredményt. Az utózengési idő ugyanakkor a teremakusztika egyik legegyszerűbb mérhető mennyisége is. A teremakusztika a helyiségek akusztikus tulajdonságainak szabványos vizsgálata, ugyancsak gerjesztés-válasz módszerrel. Az épületakusztikai méréssel feltárt hibák javításához szokott szükség lenni a zajforrás lokalizációra, vagyis valamilyen szintű forrás térképezésre. Ugyanez a feladat jelentkezik nagyobb háztartási gépek vagy járművek konstrukciós módosításakor is, amikor zajt kell csökkenteni.

A Brüel & Kjaer évtizedek óta finomítja ezen területek méréstechnikáját. Ma már kéziműszerben elérhető az összes mérőmodul és praktikus hordozható kivitelben léteznek a gerjesztés eszközei is. Konkrétan a 2270 az a készülék, amely mind az épületakusztika, mind a hangintenzitás szondás mérés, azaz a zajforrás térképezés lehetőségét tartalmazni tudja.

Utózengési időt a 2250 vagy 2270 műszerrel mérhetünk, ha rendelkezésre áll a BZ-7227 modul és a megfelelő hangforrás. Kisebb helyiségek esetén a hangforrás lehet léggömb vagy rajtpisztoly, de nagyobb helyiségeket a „megszakított fehér zaj” módszerrel mérünk.

Az épületakusztika méréseire a komfortos megoldás a BZ-7228 modul. Ez a 2250 és 2270 típusokban működik. A 2270 esetében a BZ-7229 bővítéssel használhatjuk ki a két csatornás mérés lehetőségét. Az épületakusztika modul tartalmazza az utózengési idő mérést, fő többletszolgáltatása, hogy az épület egyfajta modelljére alapozva nyilvántartja és rendszerezi a nagyszámú szükséges mérést.

Épületakusztika adatlap (angol) 2.2 MB

rövid cikk a hangintenzitás szondás mérésről

A zajforrás térképezés korrekt eszköze a hangintenzitás szonda, az „akusztikus wattmérő”, mert a hangnyomás mérés nem feltétlenül ad korrekt eredményt. Hangintenzitás szonda kapcsolható a 2270 műszerhez is, ez az igazán hordozható, csak a Brüel & Kjaertől elérhető rendszer. A hangintenzitás szondás mérőmodul, a BZ-7233 egyúttal az MSz-EN ISO 9614 szerinti hangteljesítmény mérés eszköze is.

eredeti angol nyelvű adatlap (angol) 1.02 MB

A gerjesztés eszköze az utózengési idő és a léghanggátlás mérésére is a szabványos gömbsugárzó hangszórócsoport. A gömbsugárzó meghajtására 300-500 W körüli teljesítményerősítő szükséges, ugyanis egy jól sikerült hangszigetelés mérésekor akár 120 dB(A) hangnyomást is létre kell hozni. A lépéshanggátlás gerjesztésre külön eszköz, a „tapping machine”, magyarul talán kopogtatógép szolgál. Természetesen mindezeket gyártja a Brüel & Kjaer, gyűjtő adatlapjuk elérhető (angol, 1.44 MB).

A teremakusztika további paraméterei, például a beszédérthetőség (RASTI) mérhető a DIRAC márkanevű 7841 típusszámú szoftverrel. Az elnevezés a Dirac delta gerjesztésre adott válasz, a súlyfüggvény használatára utal, amit ez a program zaj jellegű gerjesztésből számít.

eredeti DIRAC adatlap (angol) 1.55 MB

 

rövid cikk a hangintenzitás mérésről

Az akusztikus wattmérő

A hangszintmérők mérőmikrofonja a hangnyomást érzékeli, ennek valamilyen paraméterét (pl. effektív vagy csúcsértékét) olvashatjuk le a kijelzőn. Mivel a hang térbeli hullámjelenség, a hangnyomás még rengeteg pontban vizsgálva is csak hiányos információt ad a hangtérről.

A múlt század hetvenes éveiben konstruálták meg a hangintenzitás mérő kétmikrofonos szondát. A két mikrofon jelének átlaga a hangnyomást, különbségének integrálja a részecske sebességet közelíti. A két mennyiség szorzata felületegységre vonatkoztatott hangteljesítmény, vagyis a hangintenzitás.

Innen az analógia: a hangnyomás mérés olyan, mintha csak villamos feszültséget mérnénk, a nyomás és sebesség értékből számított teljesítmény pedig olyan, mint a Wattban mért villamos teljesítmény. Az analógia tetszetős, gondoljunk arra, hogy a két összeszorzott mennyiség mindkét esetben gyakran fázisban eltolt szinuszjel.

A gyakorlatban a hangintenzitás szonda az alábbi fénykép szerinti konstrukciójú. A két mikrofon közt cserélhető, ismert hosszúságú távtartó van. A hajlított és egyenes két tartó ágban van a két előerősítő. A hangintenzitásnak, mint vektor mennyiségnek a szonda a tengelyébe eső irányú összetevőjét érzékeli.

A hangintenzitás szondás műszer által mutatott érték az intenzitás előjeles átlag értéke. Ha a szonda csúcsa felől jön a hang, az előjel pozitív, ha a nyele felől, akkor negatív. Ha egy sík felületet arra merőlegesen tartott szondával végigseprünk és közben a készülék végig összegez, megkapjuk a felületen átmenő hangteljesítmény közelítő értékét. Nyilván minél egyenletesebben sikerül végigjárni a felületet, annál jobb a közelítés.

A hangintenzitás szondás mérés ennek alapján különösen alkalmas készülékek hangteljesítményének meghatározására. Mindössze egy síklapokkal határolt elvi dobozzal kell körülvenni a forrást és a felületdarabonkénti teljesítményeket kell összegezni. A módszer elvi és gyakorlati előnye, hogy a dobozon kívül keletkező stacioner zavaró zaj hatását kiejti, hiszen a zavar az egyik lapon belépőként pozitív, a másik lapon kilépőként negytív előjellel lesz benne az összegzésben. Annyira megbízható ez az eljárás, hogy szabványban is rögzítették, ez az MSz-EN-ISO 9614. Az alábbi fénykép egy ilyen mérésen készült. A pálcákból és huzalokból álló doboz irányítja a mérő személyt, de a hangteret nem befolyásolja jelentősen.

A hangintenzitás szondás technikának csak egyik alkalmazása a hangteljesítmény mérés. Hasonlóan fontos a hangforrás térképezés. Ez azt jelenti, hogy a nagyobb kiterjedésű, hangforrásokat tartalmzó készülék akusztikus közelterét a szondával végigjárva a mért intenzitást térképszerűen ábrázoljuk. A hangsúly a közeltéren van, vagyis ott mérünk, ahol a hangnyomás mérés még félrevezetne, mert nem minden helyi nagyobb hangnyomásból lesz távolabbra trjedő összetevő. Az alábbi ábra mosógép homloklapját mutatja a hangintenzitást érzékeltető szín rétegekkel, a Brüel & Kjaer 7752 programból vett ernyőképen.

A harmadik, legegyszerűbb alkalmazás a hangforrás keresés. Ha a szondát a forrást tartalmazó síkkal párhuzamos tengellyel mozgatjuk, a forrás fölé érve lesz az intenzitásnak nullhelye. Ez komoly segítséget jelenthet például épületeken belüli hangszigetelési megoldások hibakeresésében. Az alábbi kép a Brüel & Kjaer 2260E rendszer használatát mutatja hangstúdióban.

A hangintenzitás szondás technika az elmúl 30 évben fokozatosan fejlődött, de nem tudott tömegesen elterjedni, részben az eszközök magas ára, részben a lasan megjelenő szabványok és a képzés elmaradása miatt. Az első műszerek jelentős mérete és teljesítmény felvétele megnehezítette a helyszíni méréseket. Fontos előrelépés volt, mikor a kilencvenes évek elején a Brüel & Kjaer 2144 tipusú hordozható analizátorába bekerült a hangintenzitás szonda kezelése. Ennél is nagyobb lépés volt, hogy 1997-ben elkészült a hangintenzitás szondás hagteljesítmény mérő BZ7205 modul a Brüel & Kjaer 2260 kéziműszerhez. Ma a legkorszerűbb, hasonló tudású összeállítás a Brüel & Kjaer 2270 hang analizátor G változata, még kisebb mérettel, tömeggel és több szolgáltatással.

A hangintenzitás mérés technikája a szokásosnál precízebb „hardvert” igényel. A két mikrofon és előerősítőik fázismenete pontosan egyező kell, hogy legyen. A fázisátvitel különbsége hamis intenzitásösszetevőt eredményez. A távtartó véges mérete a frekvenciatartomány mindkét „végére” hatással van: Egyrészt minél alacsonyabb frekvenciájú összetevőkre vagyunk kiváncsiak, annál hosszabb távtartó kell, hogy létrejöjjön mérhető különbség. Másrészt a felső frekvenciahatárt korlátozza, hogy a távtartó a hullámhossznál jóval rövidebb kell, hogy legyen. Emiatt a Brüel & Kjaer által szállított készletben három különböző hosszúságú távtartó van, aminek eredményeképp a használati frekvenciatartomány a közepeshez képest egy oktávval eltolható felfelé vagy lefelé. A szonda és az elektronika kalibrálása is speciális eszközt kíván. A hangnyomás kalibrátorral történő amplitúdő kalibrálás után a fázismenetre is „össze kell húzni” a rendszert. A Brüel & Kjaer 4297 hangintenzitás kalbrátor ezt fehér zaj mérőjellel segíti. A képen a kalibrátor a behelyezett szondával, de még nyitott állapotban látható, a kalibráláshoz természetesen teljesen be kell csukni.

További információ, angol nyelvű szakirodalom: www.bksv.com



Zaj és rezgés mérése
Egyszerűbb zajszintmérők
Zaj elemzők
Épületakusztika és zaj-lokalizáció
Akusztikai szoftverek
Zajmonitorozás
Humán Vibráció mérése
Jelanalizátorok: Photon, PULSE
Rendeljen műszert a legjobb forrásból!
Rövidesen felvesszük a kapcsolatot Önnel.