La estructura, principio de funcionamiento y uso de los sonómetros.
Un sonómetro es un instrumento que puede medir aproximadamente los niveles sonoros del ruido industrial, ruido doméstico, ruido del tráfico, etc. según las características auditivas del oído humano. El nivel de ruido se refiere al nivel de presión sonora (dB) o nivel de sonoridad (phon) medido con un sonómetro y corregido auditivamente. De acuerdo con la precisión de los sonómetros al medir el tono puro de 1000 Hz en condiciones estándar, los sonómetros se dividieron internacionalmente en dos categorías en la década de 1960, una se llama sonómetro de precisión y la otra se llama ordinaria. Nuestro país también adopta este método. Desde la década de 1970, algunos países han introducido cuatro categorías de clasificación, a saber, tipo 0, tipo 1, tipo 2 y tipo 3. Su precisión es de ±0,4 dB, ±0,7 dB, ±1,0 dB y ±1,5 dB respectivamente. Según las diferentes fuentes de energía utilizadas por los sonómetros, también se pueden dividir en dos tipos: sonómetros de CA y sonómetros de CC que utilizan baterías secas. Estos últimos también pueden hacerse portátiles. Portátil tiene las ventajas de tamaño pequeño, peso ligero y fácil uso en el sitio.
Generalmente está compuesto por micrófono, amplificador, atenuador, red de ponderación, detector, medidor indicador y fuente de alimentación.
(1) Micrófono Es un dispositivo que convierte señales de presión sonora en señales de voltaje. También se llama micrófono y es un sensor único. Los micrófonos comunes incluyen los de cristal, electreto, de bobina móvil y de condensador.
El sensor de bobina móvil está compuesto por un diafragma vibratorio, una bobina móvil, un imán permanente y un transformador. El diafragma vibratorio comienza a vibrar después de ser sometido a la presión de las ondas sonoras e impulsa la bobina móvil instalada con él para que vibre en el campo magnético para generar corriente inducida. Esta corriente cambia según la magnitud de la presión acústica sobre el diafragma vibratorio. Cuanto mayor es la presión sonora, mayor es la corriente generada; cuanto menor es la presión sonora, menor es la corriente generada.
El sensor capacitivo se compone principalmente de un diafragma metálico y electrodos metálicos muy espaciados. Es esencialmente un condensador plano. El diafragma metálico y el electrodo metálico constituyen las dos placas del condensador plano. Cuando el diafragma se ve afectado por la presión del sonido, el diafragma se deforma, lo que hace que la distancia entre las dos placas cambie y la capacitancia cambie, generando así un voltaje alterno, cuya forma de onda es consistente con el nivel de presión del sonido dentro del rango lineal de El micrófono. La formación de una relación realiza la función de convertir la señal de presión sonora en una señal de voltaje.
El micrófono de condensador es un micrófono ideal en mediciones acústicas. Tiene las ventajas de un gran rango dinámico, respuesta de frecuencia plana, alta sensibilidad y buena estabilidad en entornos de medición generales, por lo que es ampliamente utilizado. Dado que la impedancia de salida del sensor capacitivo es muy alta, la conversión de impedancia debe realizarse a través de un preamplificador. El preamplificador se instala dentro del sonómetro cerca de donde está instalado el sensor capacitivo.
(2) Amplificadores y atenuadores Muchos circuitos amplificadores nacionales e importados actualmente populares utilizan amplificadores de dos etapas, es decir, amplificadores de entrada y amplificadores de salida, cuya función es amplificar señales eléctricas débiles. El atenuador de entrada y el atenuador de salida se utilizan para cambiar la atenuación de la señal de entrada y la atenuación de la señal de salida para que el puntero del medidor apunte a la posición adecuada. La atenuación de cada paso es de 10 decibelios. El rango de ajuste del atenuador utilizado por el amplificador de entrada es el extremo inferior de la medición (como 0~70 dB), y el rango de ajuste del atenuador utilizado por el amplificador de salida es el extremo superior de la medición (70~120 dB). Los diales de los atenuadores de entrada y salida suelen estar fabricados en diferentes colores. Actualmente, en su mayoría están combinados con negro y transparente. Dado que los límites alto y bajo de muchos sonómetros son 70 decibelios, tenga cuidado de no exceder el límite al girar para evitar dañar el dispositivo.
(3) Para simular las diferentes sensibilidades de la audición humana en diferentes frecuencias, la red de ponderación tiene una red que puede simular las características auditivas del oído humano y modificar la señal eléctrica para aproximarse a la audición. este tipo de red se llama red ponderada. El nivel de presión sonora medido a través de la red de ponderación ya no es el nivel de presión sonora de una cantidad física objetiva (llamado nivel de presión sonora lineal), sino el nivel de presión sonora modificado por el sentido del oído, llamado nivel sonoro ponderado o nivel de ruido.
Generalmente existen tres tipos de redes ponderadas: A, B y C. El nivel de sonido ponderado A simula las características de frecuencia del oído humano para ruidos de baja intensidad por debajo de 55 decibeles; el nivel de sonido ponderado B simula las características de frecuencia de ruido de intensidad media entre 55 y 85 decibeles y el sonido ponderado C; El nivel simula la característica de ruido de alta intensidad. La diferencia entre los tres es el grado de atenuación del componente de baja frecuencia del ruido. A tiene la mayor atenuación, seguida de B y C la menor.
El nivel de sonido ponderado A es el más utilizado en la medición del ruido en el mundo porque su curva característica está cerca de las características auditivas del oído humano B y C ya no se utilizan.
La lectura del nivel de ruido obtenida del sonómetro debe indicar las condiciones de medición.
(4) Medidor detector e indicador Para mostrar la señal amplificada a través del medidor, también se necesita un detector para convertir la señal de voltaje que cambia rápidamente en una señal de voltaje CC que cambia más lentamente. La magnitud de este voltaje CC es proporcional a la magnitud de la señal de entrada. Según las necesidades de medición, los detectores se dividen en detectores de pico, detectores de promedio y detectores de valor cuadrático medio de raíz negra. El detector de picos puede dar el valor máximo en un intervalo de tiempo determinado y el detector de promedio puede medir el valor promedio absoluto en un intervalo de tiempo determinado. A excepción de los sonidos de pulso, como los disparos, que necesitan medir sus valores máximos, en la mayoría de las mediciones se utilizan detectores de raíz cuadrada.
El detector de valor cuadrático medio puede elevar al cuadrado, promediar y elevar al cuadrado la señal de CA para obtener el valor cuadrático medio del voltaje y, finalmente, transmitir la señal de voltaje cuadrático medio al medidor indicador. El medidor indicador es un medidor eléctrico. Siempre que la escala esté calibrada hasta cierto punto, el valor de decibeles del nivel de ruido se puede leer directamente desde el medidor. La amortiguación del cabezal del sonómetro generalmente tiene dos niveles: "rápido". " y "lento". . El tiempo medio del engranaje "rápido" es de 0,27 s, que está muy cerca del tiempo medio fisiológico del órgano auditivo humano; el tiempo medio del engranaje "lento" es de 1,05 s. Al medir el ruido en estado estacionario o registrar el proceso de cambio del nivel de sonido, es más apropiado usar el engranaje "rápido" cuando el ruido medido fluctúa relativamente grande, es más apropiado usar el engranaje "lento";
Para satisfacer las necesidades del lugar de medición, los sonómetros generalmente cuentan con un trípode, de modo que se pueden fijar en el trípode si es necesario.
Suele haber algunas tomas en el panel. Si estas tomas se conectan a un filtro de banda de octava portátil, pueden formar un pequeño sistema de análisis de espectro simple para uso in situ si se combinan con una grabadora; se puede registrar el ruido en el sitio. Guárdelo en una cinta para una investigación más detallada más adelante; si se combina con un osciloscopio, puede observar la forma de onda de los cambios de presión del sonido y usar una cámara para registrar la forma de onda. También puede combinar analizadores y grabadores; y otros instrumentos con presión sonora. La combinación y el uso de medidores de grado depende de las condiciones y requisitos de la prueba.