El concepto de ruido. En condiciones industriales, siempre existe un complejo de sonidos (tonos puros) de diferente intensidad y frecuencia, que se encuentran en una combinación desordenada, lo que comúnmente se denomina ruido. Desde un punto de vista fisiológico, se puede denominar ruido a cualquier sonido no deseado (simple o complejo), que interfiere con la percepción de sonidos útiles (habla humana, señales, etc.), perturba el silencio y afecta la efecto dañino por persona.

La fuente de ruido en los entornos industriales son los cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos. Sus vibraciones son percibidas por el órgano auditivo humano como sonido si tienen una frecuencia en el rango de 16-20 Hz a 16-20 kHz. Sin embargo, la capacidad del oído humano para percibir altas frecuencias cambia con la edad, así como con la duración de la exposición a ruidos intensos de alta frecuencia. El límite de audibilidad son los sonidos con una frecuencia de 10 a 12 kHz o menos.

Clasificación de ruido. Los ruidos que consisten en una combinación aleatoria de sonidos se llaman estadístico. Los ruidos en los que predomina cualquier tono perceptible de oído se denominan tonales.

Dependiendo del entorno en el que se propaga el sonido, estructural o de casco y ruido aéreo. Estructural El ruido se produce cuando un cuerpo en vibración entra en contacto directo con partes de máquina, tuberías, estructuras de construccion etc. y se propagan a lo largo de ellos en forma de ondas (longitudinales, transversales o ambas). Las superficies vibrantes transmiten vibraciones a las partículas de aire adyacentes, formando ondas sonoras. En los casos en que la fuente de ruido no está asociada a ninguna estructura, el ruido emitido al aire se denomina aire.

Según la naturaleza de su aparición, el ruido se divide convencionalmente en mecánico, aerodinámico y magnético.

Según la naturaleza del cambio en la intensidad total a lo largo del tiempo, los ruidos se dividen en legumbres Y estable. El ruido impulsivo tiene un rápido aumento de la energía sonora y una rápida disminución, seguido de una pausa prolongada. Para un ruido estable, la energía cambia poco con el tiempo.

Según la duración de la acción, los ruidos se dividen en de larga duración(duración total de forma continua o con pausas de al menos 4 horas por turno) y Corto plazo(duración inferior a 4 horas por turno).

Área de percepción auditiva del ruido. En la Fig. 28 muestra el área de percepción del sonido, cuyo límite inferior es el umbral de audibilidad, es decir, se caracteriza valores mínimos presión sonora, a la que el sonido se percibe en un ambiente de completo silencio como apenas audible, y el límite superior es el umbral de dolor correspondiente a los valores de presión sonora que causan dolor en los órganos auditivos.

El logaritmo decimal de la relación entre la intensidad del sonido de interés y la intensidad umbral se denomina nivel de intensidad (fuerza) del sonido. La unidad de medida de la intensidad del sonido es el bel (B).

El órgano auditivo es capaz de distinguir un aumento de sonido de 0,1 B, por lo que en la práctica, al medir sonidos y ruidos, se utiliza un valor 10 veces menor que el bel: decibelio (dB).

Arroz. 27. Representación gráfica de espectros de ruido.:

a—gobernado; b - sólido; en - mixto

Niveles de intensidad del ruido (fuerza), presión sonora y potencia acústica. El nivel de intensidad del ruido está determinado por la fórmula.

donde I es la intensidad del ruido que nos interesa;

I 0: intensidad umbral.

Dado que la intensidad es proporcional al cuadrado de la presión sonora, el nivel de intensidad (fuerza) del ruido también puede determinarse por la presión sonora.

donde P — presión sonora del ruido que nos interesa; P 0: presión sonora umbral.

El nivel de intensidad de ruido L calculado con esta fórmula suele denominarse nivel de presión sonora.

En consecuencia, el nivel de potencia sonora (potencia acústica) de la fuente de ruido es igual a

donde W es la potencia sonora de la fuente de ruido; W 0 es el valor umbral de potencia sonora.

La Organización Internacional de Normalización (ISO) ha adoptado como intensidad umbral I 0 una intensidad igual a 10 -12 W/m 2 a una frecuencia de 2000 Hz, y la correspondiente presión sonora P 0 = 2 * 10 -5 N/m 2. El valor del nivel umbral de potencia sonora W 0 se considera igual a 10 -12 W ≈ 10 -13 kg*m/s.

Nivel de ruido total de varias fuentes. La suposición de que con un aumento en el número de máquinas o unidades en funcionamiento en una habitación hay un aumento significativo del ruido no es del todo correcta. Los niveles de ruido expresados ​​en decibelios no se pueden sumar aritméticamente.

El nivel de ruido total L de n fuentes idénticas en un punto equidistante de ellas está determinado por la fórmula

donde L 1 es el nivel de ruido de una fuente; n es el número de fuentes de ruido.

Según el número de fuentes de ruido, el nivel de ruido aumenta de la siguiente manera:

De los datos proporcionados se desprende claramente que dos máquinas con la misma intensidad de ruido, cuando trabajan juntas, crearán un nivel de ruido que es sólo 3 dB mayor que el de cada una de ellas, 10 máquinas - en 10 dB, 100 máquinas - en 20 dB, etc. .

Cuando funcionan juntas, dos unidades con diferentes niveles de ruido L 1 y L 2 tienen un nivel de ruido total L = L 1 + ∆L dB,

donde L 1 es el mayor de los dos niveles de ruido normalizados; ∆L es un aditivo determinado a partir de los siguientes datos:

Para varias fuentes de ruido diferentes, la suma se realiza de forma secuencial.

Digamos que necesita averiguar el nivel de ruido total de cuatro máquinas con niveles de 102, 99, 97 y 95 dB.

Determinemos la primera diferencia de nivel: 102 - 99 = 3 dB. Un valor de 3 dB corresponde a una suma de 1,8 dB. lo agregamos a valor más alto, obtenemos 103,8 dB. Determinamos la siguiente diferencia de nivel: 103,8 - 97 = 6,8 dB y luego sumamos 0,8 dB. El nivel general aumentó a 103,8 + 0,8 = 104,6 dB. La siguiente diferencia de nivel 104,6 - 95 = 9,6 dB dará una suma de 0,4 dB. Por tanto, el nivel de ruido total de las cuatro máquinas será 104,6 + 0,4 = 105 dB, es decir, aumentará sólo 3 dB en comparación con el nivel de ruido de la máquina más ruidosa.

El ruido disminuye con la distancia a la fuente. Por tanto, en presencia de varias fuentes de ruido idénticas ubicadas en una habitación grande, cerca de cada fuente predomina su propio ruido; la adición procedente de fuentes de ruido distantes es pequeña y normalmente no supera los 3-5 dB. Si la diferencia en los niveles de dos fuentes de ruido excede los 8-10 dB, entonces se puede ignorar el nivel de la fuente menos ruidosa, ya que la suma será inferior a 1 dB.

De acuerdo con los que entraron en vigor en 2003. Los nuevos estándares de seguridad contra incendios requieren un diseño que garantice niveles de sonido específicos. El documento contiene una referencia a un método para medir el nivel de sonido, pero no hay ninguna referencia a cómo calcular correctamente el número y la potencia necesarios de los altavoces.

Intentemos describir paso a paso el procedimiento para calcular una alerta.

1. Es necesario determinar la cantidad de altavoces para garantizar una distribución uniforme del sonido.

• bocina................................................30-45 O
• reflector.................................30-45 o
• de pared...................................75-90 O
• techo................................................80-90 o

Además, según la experiencia de instalación, se puede suponer que está permitido colocar altavoces de techo a una distancia igual a la altura del techo (en este caso, la uniformidad del sonido será bastante mediocre, pero satisfará los estándares aéreos. Si Si se requiere un sonido uniforme, entonces será necesario instalar a través de “altura del techo - altura humana "). Los altavoces de pared se instalan a una distancia igual al ancho del pasillo (habitación). Y las bocinas y los reflectores se colocan de manera que los lugares concurridos caigan en el patrón de radiación. Al instalar altavoces de pared y de bocina, se debe seguir la regla: si desea instalar varios altavoces en la misma zona, es mejor instalarlos en el centro y apuntar hacia lados diferentes que ponerlos en las paredes y apuntarlos hacia el centro. La legibilidad y la calidad en este último caso serán significativamente peores.

2. Determine el nivel de ruido en la habitación. Para ello, puedes medirlo o utilizar una tabla con niveles aproximados para varios tipos instalaciones.

3. El nivel de emisión deberá superar el nivel de ruido en:

• para música de fondo................................5-6dB
• para notificación de emergencia.........de 7 a 10 dB.
• para música de alta calidad...................15-20dB

4. Para tener en cuenta la atenuación del nivel sonoro desde la distancia (dentro del patrón de radiación), puede utilizar la tabla:

5. Para tener en cuenta el aumento del nivel sonoro en función de la potencia suministrada, puede utilizar la tabla:

6. Para calcular el nivel de presión sonora a la distancia requerida, puede utilizar una fórmula simplificada:

SPL (dB) = SPL de placa - atenuación SPL + aumento de SPL

SPL (dB) - nivel a la distancia requerida en el patrón de radiación

Pasaporte SPL - nivel de presión sonora según el pasaporte a una distancia de 1 m (dB/W/m)

atenuación SPL - nivel de atenuación en función de la distancia (ver tabla)

Aumento del SPL - - nivel de aumento en función de la potencia suministrada (ver tabla)

A partir de la fórmula anterior puedes calcular fácilmente la potencia requerida para un solo altavoz. Sumando la potencia de los altavoces, se puede calcular la potencia total del amplificador. Se recomienda seleccionar la potencia del amplificador con una reserva de energía del 20%. Al operar el sistema, puede verificar esto.

Por ejemplo: hay un local comercial de 20x30m con una altura de techo de 3m. Es necesario expresarlo con música de fondo, pero teniendo en cuenta la posibilidad de notificación de emergencia.

Para una puntuación uniforme necesitarás 20:3-1 = 5 filas de 30:3-1 = 9 piezas. total 45 unidades.

El nivel sonoro a una distancia de 1,5 m del altavoz (altura del techo - altura de la persona más baja) debe ser de al menos 63 + 7 = 70 dB. Por lo tanto, si utiliza altavoces ART-01 (Inter-M) con una potencia de 1 W (según el pasaporte, el nivel de presión sonora a una distancia de 1 m es 90 dB), la fórmula tomará la forma:

SPL (Nivel de presión sonora) = 90-3+0 =87 dB. Que es más de 70. Por lo tanto, estos altavoces son adecuados para hacer sonar una habitación determinada. Y, en principio, si solo se necesita una notificación de emergencia, entonces el número puede ser incluso menor (puede recalcularlo usted mismo).

Si no quiere molestarse con cálculos matemáticos "complejos", siempre puede utilizar algún programa para calcular el número de altavoces, por ejemplo de la empresa TOA. Cuando se utilizan equipos de otros fabricantes, es necesario tener en cuenta la diferencia en su presión sonora con respecto al tipo seleccionado. Puedes descargar el programa de cálculo del sistema de alerta (8.2mb)

Características de propagación, volumen y percepción del sonido.

Muchas personas se sorprenden por un comportamiento inusual e incluso extraño, en su opinión. ondas sonoras en interiores y al aire libre. Por ejemplo, al estar al lado de un sistema de altavoces, la gente a menudo se queja de que en el sonido predominan las frecuencias bajas, mientras que las frecuencias medias, y especialmente las altas, faltan gravemente. Mientras tanto, las vibraciones del sonido se propagan según leyes muy específicas.

Diagrama de propagación de audio

El patrón de propagación de alta frecuencia se puede representar como un cono, cuyo vértice (punta) se encuentra en el emisor de la señal. Cuanto mayor es la frecuencia de las vibraciones del sonido, más estrecho es el cono.



Las bajas frecuencias no tienen direccionalidad, es decir. extenderse casi igualmente bien en todas direcciones. Por este motivo, los subwoofers (sistemas de altavoces de baja frecuencia) se pueden colocar en cualquier lugar de la habitación. En este artículo analizamos las cuestiones de la instalación óptima de los sistemas de altavoces. En cuanto a las frecuencias medias, aquí el volumen disminuye con la distancia al eje, pero no tan notablemente.

Ya que estamos en el tema de las distancias, hablemos un poco de cuánto disminuye el volumen del sonido a medida que te alejas de la fuente de la señal de sonido.
Pero primero es necesario aclarar dos parámetros más importantes: el volumen y la intensidad del sonido.

Volumen, potencia, presión sonora.

La intensidad, o para decirlo en un término más familiar, la potencia del sonido, es la densidad del flujo de energía transportada por una onda sonora. Sin embargo, nuestro oído no percibe la intensidad, sino la presión (o volumen) del sonido en nuestro tímpano. Estos dos parámetros están relacionados entre sí mediante una relación cuadrática.

Como consecuencia de esto, hay un ejemplo interesante de la vida que cualquiera puede encontrar. Imaginemos que tenemos un sistema acústico (altavoz) como fuente de sonido, que suena a una determinada potencia. ¿Cuánto cambiará el volumen si conecta y coloca un segundo altavoz similar al lado? ¿2 veces? La potencia aumentará 2 veces y el volumen solo aumentará 1,41 veces. Pero volvamos a la dependencia del volumen del sonido de la distancia.

Dependencia de la presión sonora de la distancia.

A medida que aumenta la distancia a la fuente de sonido, el volumen disminuye en proporción directa a esta distancia. Por ejemplo, cuando la distancia se duplica, la presión sonora se reduce a la mitad. Cuando se retira 4 veces, cuatro veces. En otras palabras, cada vez que se duplica la distancia, la presión disminuye a la mitad, es decir, 6 dB. Sin embargo, esta fórmula sólo es válida “en campo abierto”, ya que en el interior observamos una imagen de múltiples reflejos del sonido en las superficies.

Peculiaridades de la percepción humana.

El oído humano es un dispositivo complejo que es capaz de amplificar algunas frecuencias y debilitar otras. Se sabe que los sonidos de baja frecuencia (hasta 500 Hz) y los sonidos de alta frecuencia (por encima de 8 kHz) se atenúan, pero los primeros se atenúan mucho más. Con la edad, el umbral superior de frecuencias "audibles" disminuye. Me gustaría mencionar algunas palabras sobre el llamado “efecto camuflaje”. Cuando se reproduce sonido de 2 o más fuentes simultáneamente, la más fuerte ahoga las más débiles. Como resultado, el oído percibe un sonido más fuerte.