Geluidsniveaumeter

Een geluidsniveaumeter of geluidsmeter is een meetinstrument om het geluidsniveau te meten. Het resultaat van de metingen wordt gepresenteerd in decibel. De afgelezen waarde van een geluidsmeter vertoont een beperkte correlatie met de luidheid of geluidshinder van het geluid, zoals een persoon die kan ervaren; die hangt af van veel andere factoren.

Een goede geluidmeter voldoet aan de norm IEC 61672-1:2013.

Geluidsmeters worden onder andere toegepast in de volgende situaties:

Het instrument bevat een microfoon, elektronica en een afleeseenheid, tegenwoordig meestal een lcd-scherm, in plaats van de vroeger gebruikte wijzerplaat.

Het niveau dat door een geluidsniveaumeter wordt bepaald is een logaritmische maat, de logaritme van de verhouding tussen de actuele geluidsdruk en een internationaal vastgestelde referentiedruk volgens onderstaande formule:

In deze formule is

De referentiedruk is gebaseerd op de gehoordrempel van een mens, die gemiddeld bij 1000 Hz de genoemde waarde heeft. Het geluidsniveau bij deze referentiedruk is derhalve per definitie 0 dB.

Op de meeste geluidsmeters kan direct het maximum of piek-niveau afgelezen worden. Dit is namelijk met de eenvoudigste (dus goedkoopste) geluidmeetapparatuur mogelijk. Voor de menselijke beleving van geluid, of om de totale geluidenergie te meten, is echter het "kwadratisch gemiddelde" (rms = root mean square) niveau over de tijd belangrijker. Als gedurende een bepaalde tijd wordt gemeten, geeft het piekniveau de hoogste waarde; het maximum is lager en het gemiddelde (rms) niveau is het laagst.

De prestaties van geluidsmeters zijn gestandaardiseerd in internationale normen van de IEC. Er zijn twee klassen van nauwkeurigheid voor geluidmeters, namelijk klasse 1 en 2. De klasse-1-meters zijn geschikt voor nauwkeurige metingen, voor in een laboratorium of voor het vaststellen of de geluidsproductie voldoet aan wettelijke eisen of aan milieueisen. De klasse-2-meters zijn minder nauwkeurig, maar kunnen gebruikt worden om een indicatie te krijgen van het geluidsniveau. De meetfouten bij de klasse 1 en 2 meters zijn ±1 dBA en ±2 dBA respectievelijk. Klasse-1-meters zijn aanzienlijk duurder dan klasse-2-meters.

Om de nauwkeurigheid van de geluidsmeters te waarborgen, moeten deze regelmatig gekalibreerd worden. Tevens dient vlak voor de meting de werking van het apparaat gecontroleerd te worden met behulp van bijvoorbeeld een pistonfoon.

In de microfoon wordt de wisselende geluidsdruk die op het membraan van de microfoon terechtkomt, omgezet in een elektrische spanning. Voor het meten van geluid wordt altijd een integratietijd gebruikt, om het tijdsignaal uit de microfoon om te zetten naar een RMS-waarde, gemiddeld over een tijdspanne. De IEC heeft drie integratietijden gestandaardiseerd:

Labels die worden gebruikt om de geluids- en geluidsniveaus van de industrie Standaard IEC 61672-1: 2013 te beschrijven

Beschrijving  label

De tweede letter geeft de frequentieweging aan. 'Pattern Approved' geluidsniveaumeter biedt geluidsmetingen met A, C en Z frequentieweging.

Z-weging staat voor het geproduceerde eigenlijke geluid. A-weging, met lagere en hogere frequenties, en een lichte verhoging in het midden bereik, vertegenwoordigt wat mensen kunnen horen. C-weging, gevoeliger voor de lagere frequenties, vertegenwoordigt wat mensen horen wanneer het geluid luid is (meer dan 100 dB).

De IEC 61672-1: 2013 verplicht de opname van een A-frequentieweging in alle niveaus en beschrijft ook de frequentiegewichten C en Z (nul). De oudere B- en D-frequentie-gewichten zijn nu verouderd en worden niet langer in de standaard beschreven.

In bijna alle landen wordt het gebruik van A-frequentieweging gebruikt voor de bescherming van werknemers tegen door lawaai veroorzaakt gehoorverlies. De A-frequentiecurve is gebaseerd op de historische gelijkheids-luidheidscontouren en hoewel aantoonbaar A-frequentieweging niet langer de ideale frequentie is van weging op praktisch voordeel dat oude gegevens kunnen worden vergeleken met nieuwe metingen. Het is om redenen dat A-frequentieweging de enige weging is die wordt opgelegd door de internationale norm, waarbij de frequentiegewichten  'C' en 'Z' optionele uitrusting zijn.

Oorspronkelijk was de A-frequentieweging alleen bedoeld voor stille geluiden in de regio met een geluidsdrukniveau van 40 dB (SPL), maar is nu verplicht voor alle niveaus. B-frequentieweging - een tussenstation tussen 'A' en 'C' heeft praktisch geen praktisch nut. D-frequentie-weging is ontworpen om ruis te meten bij niet-bypass. Voor alle geluidsmetingen van civiele vliegtuigen wordt A-frequentieweging standaard gebruikt door de ISO- en ICAO-normen.

Grafiek met snelheids- en langzame wegingen toegepast, zodat de gemeten niveaus op een geluidsniveaumeter beter leesbaar zijn

Als de derde letter F, S of I is, vertegenwoordigt dit de tijdweging . F = Snel, S = Langzaam, I = Impuls. Tijdsgewicht wordt toegepast, zodat de gemeten niveaus op een geluidsniveaumeter beter leesbaar zijn. De tijdweging dempt plotselinge veranderingen in niveaus, waardoor een vloeiender beeld ontstaat.

De grafiek geeft aan hoe dit werkt. In dit voorbeeld neemt het ingangssignaal toe van 50 dB naar 80 dB, blijft daar 6 seconden en verdwijnt dan net zo plotseling.

Een langzame meting (gele lijn) duurt ongeveer 5 seconden (attack time) om 80 dB te bereiken en ongeveer 6 seconden (vervaltijd) om terug te dalen naar 50 dB. S is geschikt voor het meten van een signaal dat veel schommelt.

Een snelle meting (groene lijn) reageert sneller. Het duurt ongeveer 0,6 seconden om 80 dB te bereiken en iets minder dan 1 seconde om terug te vallen naar 50 dB. Het kan geschikter zijn wanneer het signaal minder impulsief is.

De beslissing om te gebruiken is een standaard of een wet.

Een impulsmeting (blauwe lijn) duurt ongeveer 0,3 seconden om 80 dB te bereiken en meer dan 9 seconden om terug te dalen naar 50 dB. De impulsrespons, ik kan worden gebruikt in situaties waar sprake is van scherpe impulsieve geluiden, zoals bij het meten van vuurwerk of geweerschoten.

eq = equivalent. Equivalente waarden zijn een vorm van tijd die gemakkelijker te lezen is dan het momentane geluidsniveau.

Als u in de loop van de tijd naar deze grafieken van geluidsniveau kijkt, geeft het gebied onder de blauwe curve de energie weer. De horizontale rode lijn die wordt getekend om hetzelfde gebied onder de blauwe curve weer te geven, geeft ons de LAeq. Dat is de equivalente waarde of het gemiddelde van de energie over de hele grafiek.

LAeq is niet altijd een rechte lijn. Als de LAeq wordt geplot als het equivalent van het begin van de grafiek van elk van de meetpunten, wordt de grafiek weergegeven in de tweede grafiek.

Het geluidsbelichtingsniveau in decibel wordt niet veel gebruikt bij industriële geluidsmetingen. In plaats daarvan wordt de tijdgemiddelde waarde gebruikt. Dit is het tijdstip waarop dit gewoonlijk wordt aangeduid als "constant continu geluidsniveau." LAT zoals beschreven in paragraaf 3.9 "Definities" van IEC 61672-1, waar veelgebruikte correcte afkortingen worden gebruikt Given. Deze volgen voornamelijk de formele ISO-akoestische definities. Om de belangrijkste redenen wordt LAT gewoonlijk aangeduid als Leq.

Formeel is LAT 10 keer de logische basis van 10 met de verhouding van een wortel-gemiddelde-vierkant A-gewogen geluidsdruk is een betrokken tijdconstante. Voor het meten van LAT is een integratiemiddingsmeter nodig; dit concept neemt de geluidsbelichting, verdeelt deze met de tijd en neemt de logaritme van het resultaat.

Een belangrijke variant van de totale LAT is "korte Leq" waarbij heel kort na elkaar worden genomen, zeg met intervallen van 1/8 seconde, elk opgeslagen in een digitaal geheugen. Deze gegevenselementen kunnen worden overgedragen aan een andere informatiebron of aan het feit dat ze in het verleden zijn opgenomen. Dit kan worden gedaan met behulp van standaard spreadsheets of standaard spreadsheets. Korte Leq heeft als voordeel dat de regelgeving verandert, oude gegevens kunnen opnieuw worden verwerkt om te controleren of aan een nieuwe regeling is voldaan. Het staat ook toe om geconverteerd te worden naar een andere metriek. Tegenwoordig zijn bijna alle vaste luchthavengeluidmonitorsystemen, die in concept zijn net zo ingewikkelde complexe niveaumeters, Leq als hun metriek, aangezien een gestage stroom van de tweede digitale Leq-waarden via telefoonlijnen of internet naar een centraal display kan worden verzonden en verwerkingseenheid. Short Leq is een functie van het meest commerciële integrerende geluidsniveau.

Short Leq is een zeer waardevolle methode voor akoestische gegevensopslag; aanvankelijk, een concept van het National Testing Laboratory van de Franse overheid (ref. 1), is het de meest gebruikelijke methode voor het opslaan en weergeven van een echte tijdgeschiedenis van ruis. De alternatieve methode, die bestaat uit het genereren van een tijdsgeschiedenis door het opslaan en weergeven van samples van het exponentiële geluidsniveau, .

Tot 2003 waren er afzonderlijke standaarden voor exponentiële en lineaire integrerende geluidsniveaus, (IEC 60651 en IEC 60804-beide nu ingetrokken), maar sindsdien heeft de gecombineerde standaard IEC 61672 beide soorten meters beschreven. Voor lex element le complément le compliant avec IEC 61672.

Als de woorden max of min in het label voorkomen, vertegenwoordigt dit eenvoudigweg de minimum- of minimumwaarde gemeten over een bepaalde tijdsperiode.

De meeste nationale voorschriften vereisen ook dat de absolute piekwaarde wordt gemeten om werknemers te beschermen tegen plotselinge grote drukpieken, door gebruik te maken van frequentieweging 'C' of 'Z'. 'Piek geluidsdrukniveau' moet niet worden verward met 'MAX geluidsdrukniveau'. 'Max geluidsdrukniveau' is gewoon de hoogste RMS-waarde: deze kan op een bepaald moment (S, F of I) worden gemeten en kan veel lager zijn dan de piekwaarde. In de Europese Unie is de maximaal toegestane waarde van het piekgeluidsniveau 140 dB (C) en dit komt overeen met een druk van 200 Pa. Het symbool voor het A-frequentie en het S-tijd gewogen maximum is LASmax. Voor de C-frequentie gewogen piek LCpk of LC, piek.