El concepto de ruido.En un entorno de producción, siempre hay un complejo de sonidos (tonos puros) de intensidad y frecuencia variables, que se encuentran en una combinación desordenada, que comúnmente se llama ruido. Desde un punto de vista fisiológico, el ruido se puede llamar cualquier sonido no deseado (simple o complejo) que interfiere con la percepción de sonidos útiles (habla humana, señales, etc.) que violan el silencio y tienen un efecto nocivo en una persona.

La fuente de ruido en un entorno de producción son los cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos. El oído humano percibe sus vibraciones 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 con la edad, así como con la duración del trabajo en condiciones de exposición al ruido intenso de alta frecuencia varía. El límite de audición son los sonidos con una frecuencia de 10-12 kHz y menos.

Clasificación de ruidoLos ruidos que consisten en una mezcla aleatoria de sonidos se llaman estadísticaLos ruidos con predominio de cualquier tono, capturados por el oído, se denominan tonales.

Dependiendo del entorno en el que se propague el sonido, distinga condicionalmente el ruido estructural o corporal y del aire. Estructurallos ruidos surgen del contacto directo de un cuerpo oscilante con partes de máquinas, tuberías, estructuras de construcción, etc., y se propagan a través de ellos en forma de ondas (longitudinales, transversales o ambas). Las superficies oscilantes imparten oscilaciones a las partículas de aire adyacentes, formando ondas de sonido. En los casos en que la fuente de ruido no está asociada con ninguna estructura, el ruido que emite al aire se llama aire

Por la naturaleza de la ocurrencia de ruido se divide convencionalmente en mecánica, aerodinámica y magnética.

Por la naturaleza del cambio en la intensidad total a lo largo del tiempo, los ruidos se dividen en pulsadoy estableEl ruido pulsado provoca un rápido aumento de la energía del sonido y un rápido descenso, seguido de un largo descanso. En ruido estable, la energía varía poco con el tiempo.

La duración del ruido se divide en duradera(duración total continua o con pausas de al menos 4 horas por turno) y a corto plazo(duración inferior a 4 horas por turno).

El área de percepción auditiva del ruido.En la fig. 28 es un área de percepción del sonido, cuyo límite inferior es el umbral de audición, es decir, caracterizado por valores mínimos de presión de sonido, en el que el sonido se percibe en un entorno de silencio completo apenas audible, y el límite superior se percibe por un umbral de dolor que corresponde a dichos valores de presión de sonido causar dolor en los órganos de la audición

El logaritmo decimal de la relación entre la intensidad de un sonido de interés y la intensidad umbral se denomina nivel de intensidad (fuerza) del sonido. Bel (B) se toma como la unidad de medida de la potencia acústica.

El órgano de la audición puede distinguir el aumento del sonido en 0.1 B; por lo tanto, en la práctica, al medir sonidos y ruidos, se utiliza un valor 10 veces menor que el blanco: decibelios (dB).

Fig. 27)   Imagen gráfica de espectros de ruido.:

a— gobernado; b - continuo; en - mezclado

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

donde yo es la intensidad del ruido de interés;

I 0 - intensidad umbral.

Como la intensidad es proporcional al cuadrado de la presión del sonido, el nivel de intensidad (fuerza) del ruido puede determinarse por la presión del sonido

donde P - presión sonora del ruido que nos interesa; Р 0: presión de sonido umbral.

El nivel de intensidad de ruido L calculado usando esta fórmula generalmente se denomina nivel de presión acústica.

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

donde W es la potencia sonora de la fuente de ruido; W 0 - umbral de potencia de sonido.

La Organización Internacional de Normalización (ISO) como la intensidad umbral I 0 adoptó una intensidad de 10-12 W / m 2 a una frecuencia de 2000 Hz, y la presión acústica correspondiente P 0 = 2 * 10 -5 N / m 2 Valor umbral la potencia de sonido W 0 se toma igual a 10-12 W ≈ 10-13 kg * m / s.

El nivel de ruido total de múltiples fuentes.  La suposición de que con un aumento en el número de máquinas o unidades en funcionamiento en la sala hay un aumento significativo en el ruido no es del todo correcto. Los niveles de ruido expresados ​​en decibelios no se pueden agregar aritméticamente.

La fórmula determina el nivel de ruido total L de n fuentes idénticas en un punto equidistante de ellas.

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

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

A partir de los datos anteriores, se puede ver que dos máquinas de la misma intensidad de ruido cuando trabajan juntas crearán un nivel de ruido de solo 3 dB más que cada una de ellas, 10 máquinas - 10 dB, 100 máquinas - 20 dB, etc.

Cuando se combinan, 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 - el mayor de los dos niveles de ruido normalizados; ∆L es el aditivo determinado a partir de los siguientes datos:

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

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

Definimos la diferencia de primer nivel: 102 - 99 = 3 dB. Un valor de 3 dB corresponde a una adición de 1.8 dB. Lo agregamos al valor más alto, obtenemos 103.8 dB. Determinamos la siguiente diferencia de nivel: 103.8 - 97 = 6.8 dB, y luego agregamos el aditivo 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 0,4 dB de aditivo. Por lo tanto, el nivel de ruido total de las cuatro máquinas será 104.6 + 0.4 = 105 dB, es decir, aumentará en solo 3 dB contra el nivel de ruido de la máquina más ruidosa.

Con la distancia desde la fuente, el ruido se atenúa. Por lo tanto, si hay varias fuentes idénticas de ruido ubicadas en una habitación grande, su propio ruido prevalece cerca de cada una de las fuentes; El aditivo de fuentes de ruido distantes es pequeño y generalmente no supera los 3-5 dB. Si la diferencia en los niveles de dos fuentes de ruido excede los 8-10 dB, entonces el nivel de una fuente menos ruidosa puede ignorarse, ya que el aditivo será inferior a 1 dB.

De conformidad con la entrada en vigor en 2003. Se requieren nuevos estándares de seguridad contra incendios cuando se diseña para proporcionar niveles de sonido específicos. El documento contiene un enlace al método de medición del nivel de sonido, pero no hay referencias a cómo calcular correctamente el número requerido y la potencia de los altavoces.

Intentemos describir el procedimiento para calcular la alerta en pasos.

1. Es necesario determinar el número de altavoces para garantizar una distribución uniforme del sonido.

• bocina .............................................. 30-45 acerca de
• proyector ....................................... 30-45 o
• montado en la pared .............................................. 75-90 acerca de
• techo ............................................ 80-90 o

Además, de acuerdo con la experiencia de instalación, podemos suponer que es permisible colocar los altavoces del techo a una distancia igual a la altura del techo (la uniformidad del sonido será bastante mediocre, pero se cumplirán los estándares del airbag. Si se requiere un sonido uniforme, deberá instalarlo a través de la altura del techo - altura humana "). Los altavoces de pared se instalan a una distancia igual al ancho del corredor (habitación). Y la bocina y el reflector se arreglan para que los lugares de congestión de personas lleguen al patrón de directividad. Al instalar altavoces de pared y bocina, es necesario cumplir con la regla si necesita instalar varios altavoces en la misma área, es mejor instalarlos en el centro y dirigirlos en diferentes direcciones que colocarlos en las paredes y dirigirlos al centro. La inteligibilidad y la calidad en este último caso serán mucho peores.

2. Determine el nivel de ruido en la habitación. Para hacer esto, puede medirlo o usar la tabla con niveles aproximados para diferentes tipos de premisas.

3. El nivel de traducción debe superar el nivel de ruido:

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

4. Para tener en cuenta la atenuación del nivel de sonido desde una distancia (dentro del patrón de directividad), puede usar la tabla:

5. Para tener en cuenta el aumento en el nivel de sonido según la potencia de entrada, puede usar la tabla:

6. Para calcular el nivel de presión acústica a la distancia requerida, puede usar la fórmula simplificada:

SPL (dB) = pasaporte SPL - aflojar SPL + aumento SPL

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

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

Atenuación SPL   - el nivel de atenuación dependiendo de la distancia (ver tabla)

Aumento de SPL   - - nivel de aumento dependiendo de la potencia de entrada (ver tabla)

A partir de la fórmula anterior, puede calcular fácilmente la potencia requerida para un solo altavoz. Al sumar la potencia del altavoz, puede calcular la potencia total del amplificador. Se recomienda elegir la potencia del amplificador con un margen de potencia del 20%. Al operar el sistema, podrá verificar esto.

Por ejemplo: hay una sala comercial con dimensiones 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 un sonido uniforme, necesita 20: 3-1 = 5 filas de 30: 3-1 = 9 piezas. Total 45 piezas

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

SPL (Nivel de presión acústica) = 90-3 + 0 = 87 dB. Con más de 70. Para que estos altavoces sean adecuados para el sonido de la sala. Y, en principio, si solo se necesita una notificación de emergencia, la cantidad puede ser aún menor (se puede contar de forma independiente).

Sin embargo, si no desea molestarse con cálculos matemáticos "complejos", siempre puede usar cualquier programa para calcular la cantidad de altavoces, por ejemplo, de la compañía TOA. Cuando se utilizan equipos de otros fabricantes, es necesario tener en cuenta la diferencia de su presión de sonido con respecto al tipo seleccionado. Programa de cálculo de alertas que puede descargar (8.2mb)

Distribución sonora, volumen y percepción.

   Muchas personas están sorprendidas por el comportamiento inusual e incluso extraño, en su opinión, de las ondas sonoras en una habitación y en un espacio abierto. Por ejemplo, al estar del lado del sistema de altavoces, las personas a menudo se quejan de que las frecuencias bajas prevalecen en el sonido, mientras que las frecuencias medias y especialmente las altas carecen. Mientras tanto, las vibraciones sonoras se distribuyen de acuerdo con leyes bien definidas.

Esquema de distribución de frecuencia de sonido

   El patrón de propagación de altas frecuencias puede representarse como un cono, cuya parte superior (borde) se encuentra en el emisor de señal. Cuanto mayor es la frecuencia de las vibraciones del sonido, más estrecho es el cono.



   Las bajas frecuencias no tienen directividad, es decir se extendió casi por igual en todas las direcciones. Por esta razón, los subwoofers (altavoces de baja frecuencia) se pueden colocar en cualquier lugar de la habitación. En este artículo, abordamos los problemas de la instalación óptima de sistemas acústicos. En cuanto a las frecuencias medias, aquí el volumen disminuye con la distancia desde el eje, pero no tan notablemente.

Como ya hemos tocado el tema de las distancias, hablemos un poco sobre cuánto disminuye el volumen del sonido con la distancia desde la fuente de la señal de sonido.
   Pero primero, es necesario aclarar los dos parámetros más importantes: volumen e intensidad del sonido.

Volumen, potencia, presión sonora

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

Como consecuencia de esto, puede dar un curioso ejemplo de la vida que cualquiera puede enfrentar. Imaginemos que tenemos un sistema de sonido (altavoz) que suena a cierta potencia como fuente de sonido. ¿Cuánto cambiará el volumen si se conecta y coloca una segunda columna al lado? 2 veces? La potencia aumentará 2 veces y el volumen aumentará solo 1,41 veces. Pero volvamos a la dependencia del volumen del sonido en la distancia.

Dependencia de la presión del sonido en la distancia.

   Con el aumento de la distancia desde la fuente de sonido, el volumen cae en proporción directa a esta distancia. Por ejemplo, cuando aumenta la distancia 2 veces, la presión del sonido cae a la mitad. Cuando se retira 4 veces, cuatro veces. En otras palabras, con cada duplicación de la distancia, la presión se reduce a la mitad, o en 6 dB. Sin embargo, esta fórmula solo es válida "en campo abierto", ya que en interiores observamos un patrón de múltiples reflejos de sonido desde las superficies.

Características de la percepción humana.

   El oído humano es un dispositivo complejo que puede 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 de enmascaramiento". Cuando se reproduce simultáneamente sonido de 2 o más fuentes, el más alto amortigua los más débiles. Como resultado, el oído percibe un sonido más fuerte.