什么是声级计?它的工作原理是什么?

发布日期:2024-04-28     55 次

声级计(SLM)是一种仪器(通常为手持式),用于以标准化方式测量声级。它对声音的响应方式与人耳大致相同,并且可以客观地测量声压级


此系列文章将带您深入了解声级计及其原理,内容包括:

  • 声级计有什么用处
  • 声级计的工作原理
  • 时间计权
  • 频率计权
  • 频率分析
  • 显示屏
  • 校准
  • 国际标准


声级计有何用处


声级计可用于测量和管理各种来源的噪声,包括工厂、道路和铁路交通以及建筑工程的噪声。除体育活动、户外音乐会、休闲公园以及住宅和商业街区等典型的城市环境外,还有许多不同的声音来源,每种声音源都有不同的特征,这给评估它们的专业人员带来了特定的问题。


声级计的工作原理是什么?


声级计由传声器、前置放大器、信号处理器和显示屏组成。传声器将声音信号转换为等效的电信号。最适合于声级计的传声器类型是电容式传声器,其精度、稳定性和可靠性都很高。传声器产生的电信号很弱,所以先用前置放大器对其进行增强,然后再由主处理器进行处理。


信号处理包括按照国际标准(例如IEC 61672-1,声级计符合该标准)对信号进行频率计权和时间计权。


时间计权


时间计权指声级计对声压变化的反应方式。它是波动信号的指数平均值,提供了易于读取的值。该分析仪采用快速、慢速和脉冲(或“ F”、“ S”和“ I”)时间计权,它们是根据大多数国际和国家标准所要求的计权。环境评估标准通常会规定使用哪种时间计权。

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信号通过计权滤波器处理,在分析仪屏幕上显示声压级,以分贝(dB)表示,参考值为20μPa。声压级值至少每秒更新一次。


简而言之,评估变化的噪声级就意味着得到一个平均声级值。在全世界范围内,“等效连续声级”Leq被称为基本平均参数。Leq表示被测的波动声压级中能量的多少,它在测量期间保持稳定。它测量的是在变化的声级下的平均能量。


尽管大量研究表明Leq与烦扰度关系很大,但这并不是烦扰度的直接衡量指标。


可以使用最专业的声级计(有时称为积分声级计)直接测量Leq。如果使用A计权滤波器,则将其表示为LAeq,即通过A计权滤波器对等效连续声级的测量。


频率计权


频率计权可调整声级计响应不同声音频率的方式。这是必要的,因为人耳对声音的敏感度会因声音的频率而异。IEC 61672-1定义了频率计权A、C和Z,但在专门应用中偶尔也会使用其他频率计权。

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A计权 - dBA/dB(A)


A计权调整信号的方式类似于人耳在中等声级下的响应。它基于40dB等响度曲线。噪声参数的符号通常包含字母“A”(例如LAeq),表示测量中已包含该频率计权。


几乎所有环境和工作场所噪声测量都需要A计权,这在国际和国家标准和指南中都有规定。A计权滤波覆盖了10Hz至20kHz的整个音频范围。


C计权 - dBC/dB(C)


人耳的响应随声级而变化。C频率计权对应于100dB等响度曲线,也就是说,人耳在相当高的声级下的响应。C计权主要用于评估高声压级的峰值。也可以用于测量娱乐噪声,但低音噪声的传输可能会有问题。


Z计权 - dBZ/dB(Z)


“零”频率计权是10Hz到20 kHz±1.5dB之间的平坦频率响应,不包括传声器的响应。


如今,A计权网络是使用最广泛的频率计权。C计权与主观测试并无多大的关联性,因为等响曲线是基于使用纯音的实验得出的——大多数普通的声音并非纯音,而是由许多不同的音组成的非常复杂的信号。


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