30 listopada, 2023
Adres
Wrocławska 33B/1 Długołęka
Dolnośląskie 55-095 Polska
Wrocławska 33B/1 Długołęka
Dolnośląskie 55-095 Polska
Przy użyciu profesjonalnego sprzętu pomiarowego i zaawansowanego oprogramowania komputerowego SoundPlan 7.2 wykonujemy pomiary i analizy akustyczne w postaci:
Akustyka, jako dziedzina nauki, ma wielorakie zastosowania i jest integralną częścią wielu różnych obszarów – od muzyki i architektury, po medycynę i nauki środowiskowe. Zrozumienie podstaw akustyki oraz sposobów jej pomiaru i analizy pozwala na lepsze zrozumienie i manipulację dźwiękiem w celu poprawy jakości życia i wydajności technologicznej.
Akustyka to nauka zajmująca się badaniem dźwięku – jego produkcją, propagacją, detekcją i efektami. Jest to dziedzina, która przekracza granice wielu tradycyjnych dyscyplin naukowych, łącząc elementy fizyki, inżynierii, psychologii i sztuki. Akustyka ma wiele praktycznych zastosowań, takich jak projektowanie sal koncertowych i innych budynków, badanie hałasu i jego wpływu na zdrowie, a także tworzenie i poprawa urządzeń audio.
Dźwięk – fala mechaniczna propagująca się przez ośrodek, takie jak powietrze, woda lub stal. Dźwięk jest zazwyczaj wynikiem drgań lub ruchów, które przesuwają cząstki ośrodka.
Częstotliwość – ilość pełnych cykli fali dźwiękowej, która przechodzi przez określony punkt na sekundę. Częstotliwość mierzy się w hertzach (Hz) i jest głównym determinantem wysokości tonu dźwięku.
Amplituda – określa wielkość drgań fali dźwiękowej i jest związana z głośnością dźwięku. Amplituda jest mierzona na skali decybelowej (dB).
Faza – określa punkt w cyklu fali dźwiękowej w danym momencie. Faza może wpływać na interferencję i sumowanie fali dźwiękowej, które są ważne w kontekście akustyki.
Pogłos – to odbicie dźwięku od powierzchni, które wpływa na sposób, w jaki dźwięk jest odbierany. Pogłos jest ważny w kontekście akustyki architektonicznej i projektowania sal koncertowych.
W kolejnych sekcjach tego artykułu omówimy te terminy i zasady w większym szczególe, a także przedstawimy metody pomiaru i analizy dźwięku.
Zrozumienie akustyki wymaga pewnego poziomu zrozumienia dla podstawowych zasad fizyki, które rządzą produkcją i propagacją dźwięku. Obejmuje to zrozumienie, jak dźwięk jest produkowany, jak się porusza i jak jest odbierany.
Dźwięk powstaje, gdy ciało drgające (np. struna gitary lub membrana głośnika) powoduje oscylacje ciśnienia powietrza wokół niego. Te oscylacje ciśnienia tworzą falę dźwiękową, która propaguje się przez powietrze lub inny ośrodek. Fale dźwiękowe są falami mechanicznymi, co oznacza, że wymagają ośrodka do przenoszenia energii.
Podczas propagacji fali dźwiękowej, cząsteczki ośrodka przemieszczają się w kierunku fali, a następnie wracają do swojego pierwotnego położenia. To jest to, co tworzy „szczyty” i „doliny” fali dźwiękowej. Szczyty to obszary o wyższym ciśnieniu (kompresje), a doliny to obszary o niższym ciśnieniu (rarefakcje).
Częstotliwość odnosi się do liczby pełnych cykli fali, które przechodzą przez określony punkt na sekundę. Jest mierzona w hertzach (Hz) i jest głównym czynnikiem determinującym wysokość tonu dźwięku. W muzyce, różne częstotliwości odpowiadają różnym nutom.
Amplituda to wysokość fali dźwiękowej, która jest związana z głośnością dźwięku. Wyższa amplituda oznacza głośniejszy dźwięk, a niższa amplituda oznacza cichszy dźwięk.
Faza jest punktem w cyklu fali dźwiękowej w danym momencie. W kontekście kilku fal dźwiękowych, faza może wpływać na interferencję tych fal – mogą one albo sumować się do większej amplitudy (interferencja konstruktywna), albo anulować się wzajemnie (interferencja destruktywna).
Głośność dźwięku mierzy się w decybelach (dB), co jest logarytmiczną skalą. Skala decybelowa jest stosowana, ponieważ ludzkie ucho odbiera dźwięk w sposób logarytmiczny, a nie liniowy. To oznacza, że wzrost o 10 dB jest odbierany jako podwojenie głośności dźwięku, niezależnie od absolutnego poziomu dźwięku.
Skala decybelowa jest również używana do mierzenia różnych typów poziomów dźwięku, takich jak dźwięk tła, hałas przemysłowy, hałas zewnętrzny i hałas w pomieszczeniach.
Pomiary akustyczne są kluczowe dla różnych dziedzin, od nauk inżynieryjnych, przez muzykę, aż po medycynę. Wymagają specjalistycznego sprzętu, który pozwala na precyzyjne i niezawodne wyniki.
Mikrofony są podstawowymi narzędziami do pomiaru dźwięku. Istnieje wiele typów mikrofonów, z których każdy ma swoje unikalne cechy i zastosowania. Do najczęściej używanych należą mikrofony dynamiczne, kondensatorowe, pojemnościowe i piezoelektryczne.
Detektory akustyczne, takie jak hydrofony i geofony, są używane do detekcji dźwięku w specjalistycznych środowiskach, takich jak woda (w przypadku hydrofonów) lub ziemia (w przypadku geofonów).
Analizatory widma dźwięku to urządzenia, które analizują skład frekwencyjny sygnału dźwiękowego. Mogą one pokazać, jakie składowe częstotliwości tworzą dany dźwięk, co jest szczególnie użyteczne w analizie akustycznej, badaniu hałasu, czy też tuningu instrumentów muzycznych.
Nowoczesne analizatory widma są zazwyczaj cyfrowe i często są zintegrowane z innym sprzętem, takim jak komputery lub smartfony, co umożliwia dokładniejszą analizę i większą elastyczność.
Kalibratory akustyczne to urządzenia używane do sprawdzania i dostosowywania dokładności innych instrumentów pomiarowych dźwięku, takich jak mikrofony czy mierniki poziomu dźwięku. Kalibrator akustyczny generuje dźwięk o znanej amplitudzie i częstotliwości, który jest następnie używany do porównania z pomiarami danego instrumentu.
Kalibracja jest niezbędna do utrzymania dokładności i niezawodności instrumentów pomiarowych. Bez regularnej kalibracji, błędy pomiarowe mogą gromadzić się z czasem, prowadząc do niewłaściwych wyników i potencjalnie błędnych interpretacji.
Pomiary akustyczne są niezbędne do analizy i oceny dźwięku w wielu różnych kontekstach. Istnieje wiele różnych metod pomiaru, które mogą być wykorzystane do badania różnych aspektów dźwięku.
Czas pogłosu, zwykle mierzony w sekundach, to czas, który upływa od momentu, gdy dźwięk jest wyemitowany, do momentu, gdy poziom dźwięku spada o 60 decybeli poniżej poziomu bezpośredniego dźwięku. Czas pogłosu jest kluczowym parametrem w akustyce pomieszczeń i jest szczególnie ważny w projektowaniu sal koncertowych i teatrów.
Pomiary czasu pogłosu mogą być przeprowadzane za pomocą specjalistycznego sprzętu, takiego jak miernik pogłosu, lub za pomocą programów komputerowych, które analizują nagrania dźwięku.
Pomiary poziomu dźwięku są najprostszym i najczęściej stosowanym typem pomiaru akustycznego. Są przeprowadzane za pomocą mierników poziomu dźwięku, które mierzą amplitudę fali dźwiękowej i wyrażają ją w decybelach.
Mierniki poziomu dźwięku mogą mierzyć średni poziom dźwięku na przestrzeni czasu (np. LAeq), najwyższy poziom dźwięku (LAFmax), poziom dźwięku w określonym momencie (LAS), czy poziom szczytowy (LCpeak).
Częstotliwości rezonansowe to te, przy których dany obiekt lub ośrodek naturalnie drga z największą amplitudą. W akustyce, częstotliwości rezonansowe mogą wpływać na jakość dźwięku w pomieszczeniu, jak również na działanie instrumentów muzycznych czy głośników.
Pomiary częstotliwości rezonansowych mogą być przeprowadzane za pomocą różnych metod, takich jak impulsy dźwiękowe, sinusoidalne sweepy częstotliwości, lub analiza modalna. Wyniki tych pomiarów mogą być następnie użyte do informowania decyzji projektowych, takich jak materiały i kształt pomieszczenia, czy wybór i umiejscowienie głośników.
Po wykonaniu pomiarów, następnym krokiem jest analiza wyników. Analiza akustyczna może obejmować wiele różnych aspektów, w zależności od celu badania.
Analiza widma dźwięku polega na rozbiorze dźwięku na jego składowe częstotliwości. Pozwala to zrozumieć, jakie częstotliwości są obecne w sygnale dźwiękowym i jak silne są w porównaniu do innych.
Analiza widma jest kluczowa dla wielu zastosowań, takich jak rozpoznawanie mowy, diagnozowanie problemów z maszynami lub urządzeniami (poprzez analizę dźwięku, jaki wydają), czy też strojenie instrumentów muzycznych.
Czas trwania dźwięku jest innym ważnym parametrem, który można analizować. Czas trwania może wpływać na percepcję dźwięku, zwłaszcza w kontekście muzyki czy mowy.
W przypadku mowy, analiza czasu trwania może pomóc w identyfikacji i klasyfikacji fonemów, co jest kluczowe dla systemów rozpoznawania mowy. W muzyce, czas trwania dźwięków (nut) wpływa na rytm i tempo utworu.
Lokalizowanie źródła dźwięku jest innym istotnym aspektem analizy akustycznej. Może to być szczególnie ważne w kontekście hałasu zewnętrznego lub przemysłowego, gdzie identyfikacja i kontrola źródła hałasu mogą być niezbędne do minimalizacji jego wpływu.
Metody lokalizacji źródła dźwięku mogą obejmować techniki takie jak triangulacja (używając wielu mikrofonów do pomiaru różnicy czasu przybycia dźwięku), czy techniki oparte na formowaniu wiązki dźwięku (beamforming), które skupiają się na kierunku, z którego najprawdopodobniej pochodzi dźwięk.
Pomiary i analizy akustyczne mają szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach. Od inżynierii dźwięku po medycynę, te techniki dostarczają niezbędnych informacji do zrozumienia i kontrolowania dźwięku.
W inżynierii dźwięku i akustyce architektonicznej, pomiary i analizy akustyczne są używane do projektowania i oceny akustyki pomieszczeń, takich jak sale koncertowe, teatry czy studia nagraniowe.
Pomiary takie jak czas pogłosu, rozkład częstotliwości czy lokalizacja źródeł dźwięku mogą informować o decyzjach dotyczących materiałów, kształtu pomieszczenia czy umiejscowienia głośników, aby osiągnąć optymalne warunki akustyczne.
Kontrola hałasu i akustyka środowiskowa to kolejne dziedziny, w których pomiary i analizy akustyczne są niezbędne. Pomiary poziomu dźwięku są często używane do oceny hałasu zewnętrznego, takiego jak hałas drogowy, lotniczy czy przemysłowy.
Analizy te mogą pomóc w identyfikacji źródeł hałasu i w opracowaniu strategii na rzecz ich ograniczenia, a także w ocenie wpływu hałasu na zdrowie i dobrostan społeczności.
Poniżej prezentujemy szereg przypadków zastosowania pomiarów akustycznych w różnych dziedzinach i kontekstach.
W przypadku budynków publicznych, takich jak biblioteki, muzea, szkoły, czy szpitale, pomiary akustyczne mogą pomóc w zapewnieniu komfortu akustycznego dla użytkowników. Na przykład, poprzez kontrolę poziomów hałasu, czasu pogłosu i jakości dźwięku.
W przestrzeni publicznej, takiej jak parki, place czy ulice, pomiary akustyczne mogą być wykorzystywane do oceny poziomów hałasu i dobra akustycznego. Na przykład, pomiary mogą pomóc w identyfikacji źródeł hałasu, takich jak ruch uliczny czy działalność przemysłowa, i mogą być użyte do informowania decyzji urbanistycznych.
W obiektach mieszkalnych, pomiary akustyczne mogą być używane do oceny izolacji akustycznej, reakcji na dźwięk strukturalny i jakości dźwięku w pomieszczeniach. Może to mieć wpływ na jakość życia mieszkańców i może być ważne przy sprzedaży lub wynajmie nieruchomości.
Przy liniach kolejowych, pomiary akustyczne są niezbędne do oceny wpływu hałasu pociągów na otaczające środowisko. Pomiary te mogą pomóc w opracowaniu strategii na rzecz ograniczenia hałasu, takich jak ekrany akustyczne, oraz mogą być użyte do oceny skuteczności takich środków.
W miejscach pracy, takich jak fabryki, warsztaty czy biura, pomiary akustyczne są często przeprowadzane w celu oceny poziomów hałasu na stanowiskach pracy. Jest to istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa i zdrowia pracowników, a w wielu krajach jest również wymagane przez przepisy prawne.
Na lotniskach, pomiary akustyczne są wykorzystywane do monitorowania poziomów hałasu generowanych przez starty i lądowania samolotów. Wyniki tych pomiarów mogą być użyte do oceny wpływu hałasu lotniczego na społeczności lokalne i mogą informować o decyzjach dotyczących planowania lotów i projektowania lotnisk.
Reprin 2021 – wszystkie prawa zastrzeżone.
PRZEMYSŁOWE OBUDOWY AKUSTYCZNE – WYCISZANIE MASZYN