Ngày nay, xã hội phát triển kéo theo đời sống vật chất và tinh thần của conngười được cải thiện. Nhưng con người cũng phải đối mặt với nhiều mối hiểmhọa dó chính là ô nhiễm môi trường. Ô nhiễm môi trường có nhiều hình thức, cóthể kể đến như ô nhiễm nước, ô nhiễm đất, ô nhiễm không khí… Tuy nhiên ít aibiết rằng ô nhiễm tiếng ồn cũng là dạng ô nhiễm môi trường. Nó tồn tại ngaytrong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.Ở các đô thị lớn trên thế giới và cả Việt Nam, tiếng ồn khiến cho cuộcsống chúng ta trở nên sôi động và nhộn nhịp. Nhưng những ảnh hưởng tiêu cựcmà tiếng ồn mang lại là không hề nhỏ, nhiều người đã và đang sống chung vớitiếng ồn với sự khó chịu và bất lực.Hiện nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ thì nhiều loại máy đotiếng ồn đã ra đời giúp đo mức độ ồn để chúng ta có thể đưa ra những biện pháplàm giảm sự ảnh hưởng của tiếng ồn. Do dó nhóm chúng em chọn đề tài “Tìmhiểu về đo độ ồn” trong số các đề tài của cô giao. Với mục đích giúp nhóm vàmọi người có thể hiểu hơn về nguồn gốc tiếng ồn, phương pháp đo độ ồn và cacloại máy đo đang có hiện nay.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÀI TẬP LỚN MƠN ĐO VÀ GIÁM SÁT MƠI TRƯỜNG Tìm hiểu đo độ ồn Giáo viên: PGS Nguyễn Thị Lan Hương HÀ NỘI, 12/2022 Lời mở đầu Ngày nay, xã hội phát triển kéo theo đời sống vật chất tinh thần người cải thiện Nhưng người phải đối mặt với nhiều mối hiểm họa dó nhiễm mơi trường Ơ nhiễm mơi trường có nhiều hình thức, kể đến ô nhiễm nước, ô nhiễm đất, ô nhiễm khơng khí… Tuy nhiên biết nhiễm tiếng ồn dạng nhiễm mơi trường Nó tồn sống hàng ngày Ở đô thị lớn giới Việt Nam, tiếng ồn khiến cho sống trở nên sôi động nhộn nhịp Nhưng ảnh hưởng tiêu cực mà tiếng ồn mang lại không nhỏ, nhiều người sống chung với tiếng ồn với khó chịu bất lực Hiện nay, với phát triển khoa học công nghệ nhiều loại máy đo tiếng ồn đời giúp đo mức độ ồn để đưa biện pháp làm giảm ảnh hưởng tiếng ồn Do dó nhóm chúng em chọn đề tài “Tìm hiểu đo độ ồn” số đề tài giao Với mục đích giúp nhóm người hiểu nguồn gốc tiếng ồn, phương pháp đo độ ồn cac loại máy đo có Nhóm em xin chân thành cảm ơn cô PGS Nguyễn Thị Lan Hương góp ý hướng dẫn tận tình suốt q trình nhóm làm đề tài Tuy nhiên trình độ kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi cịn thiếu sót Nhóm em mong nhận phê bình sửa chữa từ để đề tài hoàn thiện Mục lục Lời mở đầu Mục lục Danh mục hình ảnh CHƯƠNG Những khái niệm âm 1.1 Sóng âm 1.2 Tần số, bước sóng, biên độ 1.3 Mức áp suất âm, mức cường độ âm 1.4 1.3.1 Mức áp suất âm 1.3.2 Mức cường độ âm Mức to độ to 1.4.1 Mức to 10 1.4.2 Độ to 10 1.5 Dải âm tần số 11 1.6 Tổng kết 12 CHƯƠNG Tìm hiểu tiếng ồn 12 2.1 Khái niệm tiếng ồn độ ồn 12 2.2 Phân loại nguồn ồn 13 2.2.1 Phân loại theo vị trí nguồn ồn 13 2.2.2 Phân loại theo nguồn gốc phát sinh 13 2.2.3 Phân loại theo thời gian tác dụng 13 2.3 Tác hại tiếng ồn 14 2.4 Các phương pháp đo chung đánh giá tiếng ồn 15 2.4.1 Đo tiếng ồn nguồn ổn định cố định 16 2.4.2 Đo độ ồn nguồn ồn chuyển động 16 2.4.3 Đo độ ồn nguồn ồn không ổn định 17 2.4.4 phổ biến Phương pháp đo đánh giá tiếng ồn số nguồn ồn 18 2.5 Tiêu chuẩn độ ồn cho phép 22 2.6 Các biện pháp giảm tiếng ồn 22 CHƯƠNG Cảm biến âm 24 3.1 Microphone sử dụng phương pháp đo điện dung 25 3.2 Microphone sử dụng phương pháp đo điện quang 26 3.3 Microphone sử dụng phương pháp đo dùng hiệu ứng điện cảm 27 CHƯƠNG Tìm hiểu máy đo độ ồn 28 4.1 Máy đo độ ồn ? 28 4.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 28 4.3 Phân loại máy đo độ ồn 30 4.4 Các bước tiến hành phép đo độ ồn 32 4.5 4.4.1 Hiệu chuẩn thiết bị 32 4.4.2 Ghi liệu phép đo 32 4.4.3 Chọn thông số đo 32 4.4.4 Đặt khoảng thời gian đo 33 4.4.5 Phân tích thời gian thực (RTA) 33 4.4.6 Hiệu chuẩn máy đo độ ồn 33 Tìm hiểu máy đo độ ồn Nor103 33 Kết luận 36 Tài liệu tham khảo 37 Danh mục hình ảnh Hình 1-1 Đồ thị hình sin sóng âm Hình 1-2 Bước sóng Hình 1-3 Biểu đồ thể chu kỳ, biên độ bước sóng Hình 1-4 Biểu đồ áp suất âm (1 Yên tính; Âm nghe thấy; Áp suất khí quyển; Áp suất âm tức thời) Hình 1-5 Cường độ âm Hình 1-6 Biểu đồ đường đồng mức to (Nguồn: ISO 226, 1987a; D.W Robinson & Dadson, 1956) 10 Hình 1-7 Các dải octave 1/3 octave 11 Hình 2-1 Tiếng ồn gì? 12 Hình 2-2 Tác hại tiếng ồn đến sức khỏe người 15 Hình 2-3 Đo độ ồn tường 16 Hình 2-4 Sơ đồ đo độ ồn phương tiện giao thông 17 Hình 2-5 Biểu đồ xác suất phân bố độ ồn 19 Hình 2-6 Vỏ cách âm cho máy phát điện 23 Hình 2-7 Vật liệu cách âm cho nhà xưởng 23 Hình 2-8 Tường chống ồn phản âm cao tốc 24 Hình 2-9 Chụp tai chống ồn 24 Hình 3-1 Cảm biến âm 25 Hình 3-2 Cấu tạo microphone điện dung thường sử dụng đo lường 26 Hình 3-3 Cấu tạo microphone điện quang 26 Hình 3-4 Cấu tạo microphone điện cảm 27 Hình 4-1 Máy đo độ ồn cầm tay 28 Hình 4-2 Cấu tạo chung máy đo độ ồn 28 Hình 4-4 Các đường cong hiệu chỉnh A, B, C, D 30 Hình 4-5 Máy đo độ ồn BAFX 3370 30 Hình 4-6 Máy đo độ ồn có phân tích dải tần Nor140 31 Hình 4-7 Bộ đo độ ồn dạng data logger Extech 407335-KIT-5 31 Hình 4-8 Norsonic Acoustic Camera 31 Hình 4-9 Máy đo độ ồn Nor103 34 CHƯƠNG Những khái niệm âm Âm dao động học (biến đổi qua lại) phân tử, nguyên tử hay hạt làm nên vật chất lan truyền vật chất sóng Âm giống nhiều sóng, đặc trưng tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ vận tốc lan truyền (tốc độ âm thanh) Đối với thính giác người, âm thường dao dộng dải tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz, phân tử khơng khí, lan truyền khơng khí va đập vào màng nhĩ, làm rung màng nhĩ kích thích não Trên mức gọi sóng siêu âm, gọi hạ âm, hai sóng tai người khơng nghe Đơn vị âm phổ biến Decibel (đề xi ben) (dB), bội số 10 Bel (lấy tên nhà bác học Amfed Bel (1dB = B/10)) Mức dB = ngưỡng tai người nghe được, tăng 10dB âm (cảm giác) tăng gấp đơi Âm có hai đặc trưng bản, là: vật lý sinh lý 1.1 Sóng âm Sóng âm loại sóng có biên độ dao động nhỏ (tạo âm) mà thính giác nhận biết Một sóng âm đơn giản (đơn âm) minh họa biểu đồ hình sin thể mối quan hệ áp suất âm thời gian chiều dài quãng đường lan truyền hình sau Hình 1-1 Đồ thị hình sin sóng âm Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào mơi trường truyền Trong điều kiện chất khí lý tưởng, hàm tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ khí c = (gc γ RT)1/2 Trong đó: gc: hệ số chuyển đổi, 1gc = 1kg m/Ns2 γ: tỷ số nhiệt riêng R: số khí, R = 287J/kg.K T: nhiệt độ tuyệt đối Ví dụ: tốc độ truyền âm khơng khí 200 C khoảng 340 m/s; nước 1450m/s 1.2 Tần số, bước sóng, biên độ - Bước sóng (λ) khoảng cách ngắn hai điểm dao động pha hay khoảng cách hai đỉnh sóng (điểm mà sóng đạt giá trị lớn nhất), tổng quát hai cấu trúc lặp lại sóng, thời điểm định Hình 1-2 Bước sóng - Tần số (f) số lần lặp lại sóng điều hịa (sóng hình sin) 1s Đơn vị tần số Hz số lần lặp lại 1s (1Hz = 1/s) - Biên độ là biên độ áp suất lớn (PM ), biên độ áp suất bậc hai trung bình (Root Mean Square: rms) Prms , có đơn vị Pascal (Pa) Prms = 0,707 PM Biên độ dao động độ dời lớn phần tử so với vị trí cân Biên độ dao động thể độ mạnh yếu âm Biên độ lớn, âm mạnh - Chu kỳ (T) thời gian truyền khoảng cách bước sóng Hình 1-3 Biểu đồ thể chu kỳ, biên độ bước sóng Các công thức liên quan thường gặp: c λ = = c T f 2π f= ; k= T λ Trong đó: c: vận tốc truyền sóng m/s k: số lượng sóng khoảng thời gian định 1.3 Mức áp suất âm, mức cường độ âm 1.3.1 Mức áp suất âm Áp suất âm hay áp suất âm chênh lệch áp suất cục so với áp suất khí trung bình gây sóng âm Áp suất âm khơng khí đo microphone, nước cách dùng hydrophone Đơn vị SI cho áp suất âm p pascal (ký hiệu: Pa) Hình 1-4 Biểu đồ áp suất âm (1 Yên tính; Âm nghe thấy; Áp suất khí quyển; Áp suất âm tức thời) Mức áp suất âm (mức độ công suất âm thanh) đo đạc loga công suất cảu âm so với mức giá trị tham chiếu Mức độ công suất âm thanh, ký hiệu LW đo theo dB, định nghĩa p p p LW = ln ( ) (Np) = log10 ( ) (B) = 10 log10 ( ) (dB) p0 p0 p0 Trong đó: p áp suất âm giá trị hiệu dụng p0 áp suất âm tham chiếu Np = neper 1 B = ln 10 bel 1 dB = ln 10 decibel Công suất âm tham chiếu thường sử dụng khơng khí p0 = 20μPa 1.3.2 Mức cường độ âm Cường độ âm lượng lượng sóng âm truyền đơn vị thời gian qua đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm Đơn vị cường độ âm W/m² Hình 1-5 Cường độ âm Cơng thức tính cường độ âm: - Đối với sóng phẳng: I = - Đối với sóng cầu: I = P pc W 4πr2 = P2 rms pc (W công suất nguồn âm, r khoảng từ điểm xét tới nguồn âm) Mức cường độ âm đại lượng dùng để so sánh cường độ âm I (tại điểm đó) với cường độ âm chuẩn I I L = 10 log (dB) = log (B) I0 I0 Với I0 = 10−12 (W/m²) cường độ âm chuẩn 1.4 Mức to độ to Mức to, độ to âm sức mạnh cảm giác âm gây nên tai người, phụ thuộc vào áp suất tần số âm Tần số thấp tai người khó nghe thấy 1.4.1 Mức to Hình 1-6 Biểu đồ đường đồng mức to (Nguồn: ISO 226, 1987a; D.W Robinson & Dadson, 1956) Cảm giác to nhỏ nghe âm tai người đánh giá qua mức to xác định theo phương pháp so sánh âm cần đo với âm tiêu chuẩn Mức to (Fơn) có giá trị mức áp suất âm âm chuẩn có mức to với âm Dùng tai người để nghe so sánh mức to Âm chuẩn âm anh dao động hình sin sóng phẳng tần số 1000Hz Ví dụ, âm A có tần số 200Hz có mức âm 50dB nghe tương đương âm (mức to – cảm giác tai người) có tần số 1000Hz mức âm 60dB, lúc mức to âm A 60 - Với âm tiêu chuẩn: Mức to ngưỡng nghe Fơn, ngưỡng chói tai 120 Fơn - Cùng giá trị áp suất âm, âm tần số cao => mức to lớn 1.4.2 Độ to Khi so sánh âm to âm lần ta dùng khái niệm "độ to (Sôn)" Đó đơn vị chủ quan cảm nhận cường độ âm Độ to thuộc tính thính giác, cho phép phán đốn tính chất mạnh yếu âm Ví dụ: Giá trị Sơn = Âm tần số 1.000Hz mức âm 40 dB Âm 5.000 Hz có mức âm 40 dB tai nghe thấy to gấp đôi âm đánh giá âm có độ to Sôn Mối liên hệ Sôn Fôn sau: S = 20,1(F−40) 10 thước lớn phía có vật liệu hút âm bố trí song song dọc chiều dịng khơng khí bên vách thiết bị Hình 2-6 Vỏ cách âm cho máy phát điện Giảm tiếng ồn đường lan truyền: - Trong nhà xưởng: + Bố trí vật liệu hút âm trần, tường, treo không gian nhà xưởng để hấp thu âm lan truyền không khí phản xạ từ vật dụng khác + Các cửa lại, cửa sổ thơng gió nên treo rèm để hấp thu ngăn tiếng ồn truyền ngồi Hình 2-7 Vật liệu cách âm cho nhà xưởng - Khi bố trí tuyến đường cao tốc có tiếng ồn cao qua khu dân cư, cần thiết phải có dải phân cách với khu nhà ven đường tường chắn âm Tường chắn âm tường xây hay dải xanh có nhiều tầng tán sát từ mặt đất tới để ngăn cản hấp thu tiếng ồn Các loại xanh thân gỗ có tán cao - 3m có tác dụng ngăn cản hấp thu tiếng ồn - Các khu công nghiệp gần khu dân cư phải bố trí dải xanh cách ly để ngăn tiếng ồn ảnh hưởng tới xung quanh 23 Hình 2-8 Tường chống ồn phản âm cao tốc Sử dụng phương tiện bảo vệ cá nhân - Các phương tiện bảo vệ tai đặc biệt hữu dụng dối với công nhân nhà máy thợ xây dựng, khai thác… tiếp xúc với nguồn ồn lớn nghề nghiệp Loại thường dùng nút tai chống ồn chụp bịt tai chống ồn Chụp tai cho hiệu qủa cao nút tai chống ồn Khi sử dụng, tuỳ theo tiếng ồn tần số tiếng ồn cao hay thấp mà chọn loại cho phù hợp Bất lợi biện pháp gây vướng víu khơng thoải mái tâm lý Hình 2-9 Chụp tai chống ồn CHƯƠNG Cảm biến âm 24 Cảm biến âm phần thiếu để đo độ ồn Là thiết bị biến đổi âm thành dạng tín hiệu điện Các loại cảm biến âm thường gọi microphone Microphone phân biệt nhờ : - Độ nhạy, đặc tính vật liệu - Dải tần số nhạy đo, dải đo động, kích thước Hình 3-1 Cảm biến âm Cấu tạo microphone đơn giản: bao gồm màng nhĩ có khả di chuyển, cảm biến âm có tác dụng chuyển thay đổi màng nhĩ thành tín hiệu điện Các loại mircophone khác thiết kế màng loa, cảm biến 3.1 Microphone sử dụng phương pháp đo điện dung Nguyên lý hoạt động: cực tụ điện đặt song song môi trường khơng khí Nếu tụ điện nạp cho điện tích định, điện áp đầu điện cực Cảm biến âm dạng tụ biến đổi khoảng tụ d thành tín hiệu điện áp, tín hiệu điện áp sau xử lý mạch khuếch đại điện tử Công thức d V=q εA −12 2 Trong ε = 8,8542 10 C /Nm số điện dung Một số ưu nhược điểm là: - Ưu điểm: độ nhạy tốt, vùng thu âm xa - Nhược điểm: + Điện tích lớn màng loa, dễ xảy nguy bị giật điện, làm giảm khoảng tần số hoạt động + Nếu khe hở khơng khí tụ q nhỏ, khiến cho giảm độ nhạy cảm biến với tần số cao 25 Hình 3-2 Cấu tạo microphone điện dung thường sử dụng đo lường 3.2 Microphone sử dụng phương pháp đo điện quang Nguyên lý hoạt động: cách cho ánh sáng qua sợi quang điện (fiber optic), âm rung động màng chắn (diaphargm) -> thay đổi cường độ ánh sáng Ánh sáng sau bị điều biến tiếp tục di chuyển qua sợi quang điện đến phận dò ảnh (Al Micro), sau chuyển tín hiệu nhận sang tín hiệu điện chuyển tín hiệu đến thiết bị phát âm Hình 3-3 Cấu tạo microphone điện quang Một số ưu nhược điểm là: - Ưu điểm + Màng loa cảm biến có độ dày 0.05 mm có đường kính 1.25mm Đồng sử dụng làm màng loa ưu điểm dẫn nhiệt tốt, biến dạng Nhờ ưu điểm mà chế tạo loại màng loa từ đồng dày hơn, có hiệu cao việc tản nhiệt, giữ chất lượng đo + Nhiễu nhiều so với loại thơng thường 26 - Nhược điểm: giá thành đắt, việc phát triển hệ thống đo lường sử dụng phức tạp Microphone sử dụng phương pháp đo dùng hiệu ứng điện cảm Nguyên lý hoạt động: dựa tượng cảm ứng điện từ Một cuộn dây nhỏ gắn vào màng loa, di chuyển trường điện từ tạo nên nam châm Khi âm đập vào màng loa, khiến màng loa rung động Cuộn dây gắn vào màng loa rung động theo Cuộn dây đặt trường điện từ tạo dịng điện cuộn dây thơng qua tượng cảm ứng điện từ Bằng việc đo dòng điện cảm ứng người ta biết tần số độ lớn tín hiệu âm 3.3 Hình 3-4 Cấu tạo microphone điện cảm Một số ưu nhược điểm là: - Ưu điểm: bền,do cấu tạo đơn giản, không phức tạp - Nhược điểm: Do độ lớn cuộn dây hiệu ứng cảm ứng thay đổi theo tần số, loại cảm biến kiểu thường nhạy với dải tần số cố đinh, để khắc phục điều người ta thường phải sử dụng nhiều cảm biến cho nhiều dải tần khác 27 CHƯƠNG Tìm hiểu máy đo độ ồn 4.1 Máy đo độ ồn ? Máy đo độ ồn thiết bị đo cường độ âm để xác định mức cường độ âm thanh, độ ồn môi trường sống làm việc Nhờ vào việc đo thông số độ ồn mà người ta tìm phương pháp để giảm thiểu việc ô nhiếm tiếng ồn môi trường Hình 4-1 Máy đo độ ồn cầm tay 4.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Về cấu tạo máy đo độ ồn: có phận gồm: - Phần thu tín hiệu - Bộ phân tích tín hiệu - Giao tiếp người dùng Hình 4-2 Cấu tạo chung máy đo độ ồn Nguyên lý hoạt động máy: để đo giá trị âm ta cần phải thu tín hiệu âm, phận thu tín hiệu sử dụng cảm biến âm hay cịn gọi micro Nó tách riêng để tránh thu phải tín hiệu âm phản xạ, giúp phép đo xác Bộ phận nhận tín hiệu phân tích mạch điện tử khuếch đại tín hiệu, lọc âm, sau chuyển đổi sang dạng tín hiệu điện gửi tới khối giao tiếp hiển thị lên hình LCD Từ thơng số máy cung cấp, ta định lượng âm thanh, từ so sánh 28 với hệ quy chiếu có sẵn, đánh giá đưa giải pháp khắc phục để đảm bảo số tiềng ồn không vượt mức quy định, ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, sức khỏe người Các máy đo âm làm việc theo nguyên tắc tác động áp suất âm thanh, tương tự tai người Tuy nhiên có khác máy đo tai người Một micro có độ nhạy đồng với tần số âm Ngược lại tai người thu nhận áp suất âm chuyển đổi thành tác động thần kinh mạnh hay yếu phụ thuộc tần số Tai người máy chủ quan, cảm giác âm mà tai người thu nhận đánh giá theo đơn vị Fôn Để chuyển đổi cách gần kết đo khách quan máy cảm giác chủ quan tai người, cần đưa vào máy mạch hiệu chỉnh tương ứng với đường đồng mức to gần mức khảo sát Tuy nhiên công việc phức tạp Để đơn giản cơng việc người ta chia đường đồng mức to thành ba vùng xác định đường trung bình cho vùng - Vùng A: đường đồng mức to từ đến 40 dB (tần số 1000 Hz) - Vùng B: Từ 40 đến 70 dB (tần số 1000 Hz) - Vùng C: 70 dB (tần số 100 Hz) Như ta có mạch hiệu chỉnh A, B C tương ứng kết mức âm biểu diễn theo dBA, dBB dBC Sau bổ sung thêm mạch hiệu chỉnh D (mức theo dBD) để xét đến tác động gây nhiễu tiếng ồn tần số cao Muốn kết đo gần với cảm giác tai người, ta thực phương pháp đo sau: - Mở mạch hiệu chỉnh A, mức âm đo khơng vượt q 40 dB kết biểu diễn theo dBA - Nếu mức âm lớn 40 dB kết sai, cần phải mở mạch hiệu chỉnh B Kết nằm phạm vi từ 4070 dB biểu diễn theo dBB - Nếu mức âm vượt 70 dB, phải đo theo mạch hiệu chỉnh C (dBC) Tuy nhiên phương pháp đo phiền phức không thực Vì để thực phép đo, đánh giá tiêu chuẩn âm thanh, người ta quy định sử dụng mạch hiệu chỉnh A (dBA) để đánh giá tất âm thanh, kể đời sống, sản xuất công nghiệp, giao thông tiếng ồn máy bay 29 Hình 4-3 Các đường cong hiệu chỉnh A, B, C, D 4.3 Phân loại máy đo độ ồn Trên thị trường có nhiều loại máy đo độ ồn khác nhau, chúng chia thành dạng sau: - Máy đo độ ồn giá rẻ: Đây dạng thiết bị phổ biến thường sử dụng Công dụng loại thiết bị giá rẻ thường đo đo mức độ ồn thời điểm, khơng có khả lưu trữ phân tích liệu nên thường sử dụng cho phép đo đơn giản như: đo độ ồn môi trường, đo độ ồn khu vực cơng cộng để đánh giá nhanh tình trạng đưa biện pháp điều chỉnh đơn gian Không phù hợp cho phép phân tích chun sâu Hình 4-4 Máy đo độ ồn BAFX 3370 - Máy đo độ ồn có phân tích dải tần: dòng sản phẩm phổ biến thứ hai sau loại Thiết bị cho phép ta phân tích tín hiệu âm miền tần số điều thực phép phân tích chuyên sâu phù hợp cho ứng dụng nghiên cứu, kiểm tra sản phẩm, xây dựng âm học kiến trúc… Dịng máy đo âm có tích hợp phân tích dải tần có mức giá đa dạng tùy thuộc vào hãng sản xuất đa dạng tính tích hợp mà giá dao động từ vài triệu đến vài trăm triệu 30 Hình 4-5 Máy đo độ ồn có phân tích dải tần Nor140 - Thiết bị thu thập liệu tiếng ồn dạng Data Logger: Một dạng thiết bị chuyên dụng cho phép phân tích kéo dài kiểm tra máy hoạt động liên tục Việc cho phép ta nhanh chóng nắm bắt điểm bất thường lúc xảy liệu bất thường Data Logger báo cáo qua mail số điện thoại dùng để đăng ký giúp ta nhanh chóng khắc phục lỗi Hình 4-6 Bộ đo độ ồn dạng data logger Extech 407335-KIT-5 - Camera âm (Acoustic Camera): thiết bị cao cấp hàng đầu cho việc phân tích âm Loại máy cho phép bạn phát âm nhỏ vết nứt tường, âm phát bất thường từ máy móc hiển thị chúng hình lớn để dễ dàng phân tích Độ lớn âm biểu thị theo màu nhiệt độ giúp ta biết khu vực ồn Hình 4-7 Norsonic Acoustic Camera 31 4.4 Các bước tiến hành phép đo độ ồn 4.4.1 Hiệu chuẩn thiết bị Đối với phép đo xác cao hiệu chuẩn việc cần phải làm, máy đo độ ồn củng khơng ngoại lệ cần hiệu chuẩn để đảm bảo độ xác làm việc cho kết đo tương đương với thiết bị khác phép đo Để hiệu chuẩn máy đo độ ồn cần thiết bị hiệu chuẩn chuyên dụng (Sound Calibration) (lưu ý thiết bị củng cần hiệu chuẩn trước đó) tạo âm kHz với mức âm 94 dB Sau đó, máy đo âm đo âm phần micro thân máy điều chỉnh thang âm cho phù hợp Nếu sử dụng micro khác cho thân máy cần hiệu chuẩn lại trước đo micro thu âm có độ nhạy khác 4.4.2 Ghi liệu phép đo Các máy đo khác cho tùy chọn khác nhau, số thiết bị cho phép ghi lại liệu tự động sau phép đo, số ta phải ghi lại cách thủ công Trên số thiết bị chúng cho phép ta ghi lại âm thu thập theo giai đoạn file wav thuận tiện cho việc phân tích 4.4.3 Chọn thơng số đo Sau hai bước trên, ta sẵn sàng thực phép đo Đầu tiên xác định loại tiếng ồn cần đo, có thay đổi liên tục hay cường độ giũa & max có chênh lệch nhiều khơng? Chúng ta có quan tâm đến đại lượng cường độ âm, phân tích dải tần âm? Hay cần thơng số đo (đây củng điều cần đặt chọn mua thiết bị) Tuy nhiên, dù có đo loại âm có thông số quan trọng mà cần phải biết là: tần trọng số (frequency weighting) trọng số thời gian (time weighting) ➢ Tần trọng số (Frequency Weighting): - Các phép đo tần trọng số ứng dụng cho hầu hết âm mà người nghe khơng nghe Hệ thống thính giác người khơng đáp ứng tần số phẳng, nhạy với dải tần số trung bình, nơi mà mức tần số không cao thấp - Máy đo âm phân tích dải tần hoạt động với chế khơng giống thính giác người, chúng trang bị xử lý đại phân tích hầu hết loại âm từ tần số thấp đến cao, áp dụng phép đo theo trọng số A, C, Z + Trọng số A: sử dụng cho phép đo mà tai người nghe mức cao (100dB+) Ví dụ: đo độ ồn từ lễ hội khu dân cư gần + Trọng số C: trọng số sử dụng để đo mức âm mà người nghe loại tiếng ồn lớn Ví dụ: đo tiếng 32 ồn buổi hịa nhạc, cơng trường xây dựng + Trọng số Z: sử dụng cho phép đo mà thính giác người khơng thể nghe thấy Ví dụ: kiểm tra đáp ứng sóng vơ tuyến ➢ Trọng số thời gian Đây nơi ta chọn phương pháp đo Dưới số thông số thường sử dụng mà ta tham khảo: - Đo cường độ thực (Live level) + Nếu khơng quan tâm đến việc tính trung bình khoảng thời gian muốn đo cường độ âm, ta chọn chế độ live Sau đó, bạn lựa chọn tốc độ đo F (nhanh) S (chậm) đề cập đến thời gian tích hợp + Trong trường hợp, tiếng ồn thay đổi cường độ liên tục sử dụng chế độ S dễ dàng cho phép đo hơn, ta bỏ lỡ số đỉnh, sử dụng chế độ F để hiển thị rõ ràng - Nhỏ – Lớn (Min & Max): sử dụng tham số quan tâm đến việc đo cường độ tối thiểu tối đa khoảng thời gian định - EQ: tổng lượng âm đo khoảng thời gian Điều đặc biệt hữu ích ta muốn biết cường độ âm trung bình khoảng thời gian mà tiếng ồn thay đổi nhiều Nhiều phép đo tiêu chuẩn thực cách sử dụng thông số Leq Các loại máy đo độ ồn phân tích dải tần đại cho phép bạn hiển thị thơng số khác hình lúc 4.4.4 Đặt khoảng thời gian đo Bước đặt khoảng thời gian cho phép đo Đối với tiếng ồn liên tục ổn định, không cần phải đo quảng thời gian dài Tuy nhiên, tiếng ồn ngẫu nhiên / cường độ thay đổi bất thường phép đo nên thực tốt , đặc biệt đo chế độ Leq để ghi lại biểu diễn xác mức độ tiếng ồn Đối với số máy đo độ ồn, phạm vi thời gian cần đặt thủ công, số thiết bị thay đổi tùy thuộc vào mức độ trung bình tiếng ồn mà ta đo 4.4.5 Phân tích thời gian thực (RTA) Để phân tích âm miền tần số địi hỏi ta phải có thiết bị chuyên dụng máy đo độ ồn có phân tích dải tần, cho phép ta phân tích tín hiệu miền tần số theo thời gian thực (RTA), điều hữu ích giúp xác định nhiều thơng tin nhiễu phân tích mức băng thơng rộng 4.4.6 Hiệu chuẩn máy đo độ ồn Định kỳ tháng hay năm bạn cần tiến hành hiệu chuẩn máy đo độ ồn âm lần để đem lại hiệu tốt sử dụng 4.5 Tìm hiểu máy đo độ ồn Nor103 33 Đây thiết bị nhỏ gọn dễ dàng bỏ túi cho ứng dụng cần di chuyển nhiều Tuy nhỏ gọn sản phẩm đảm độ xác độ tin cậy cao Class Nor103 phù hợp cho ứng dụng đo nơi làm việc, tiếng ồn Hình 4-8 Máy đo độ ồn Nor103 Thơng số kỹ thuật máy: - Tiêu chuẩn đo: Luật đo lường IEC 61672-1: 2013 Class 1, dấu CE (tiêu chuẩn EMC 2004/108/EC), tiêu chuẩn WEEE - Chức đo: Mức âm tức thời Lp, Mức âm liên tục tương đương Leq - Mức âm tối đa LE, cường độ áp suất âm tối đa Lmax cường độ trọng số đỉnh C LCpeak (khi chọn phạm vi cực đại) - Micrô: Micrô điện dung 1/2 inch Model: UC-59 - Độ nhạy: -27 dB ± dB (re.1 V / Pa) - Bơng chắn gió: Phù hợp với tiêu chuẩn IEC 61672-1 class - Dải đo Độ rộng dải đo: trọng số A: 30 dB đến 137 dB, Trọng số C: 40 dB đến 137 dB Phạm vi tối đa: trọng số A: 65 dB đến 137 dB, trọng số C: 65 dB đến 137 dB - Cường độ âm đỉnh C: 68 dB đến 140 dB - Tổng dải: 32 dB đến 137 dB (Trọng số, kHz) - Mức tiếng ồn cố định: Độ rộng dải đo: Trọng số A: 21 dB trở xuống, Trọng số C: 29 dB trở xuống Phạm vi cực đại: Trọng số A: 54 dB trở xuống, Trọng số C: 54 dB trở xuống - Dải tần số: 10 Hz đến 20 kHz - Tần trọng số: A C - Trọng số thời gian: F(fast) S(slow) - Mạch phát RMS: Xử lý kỹ thuật số - Tần số lấy mẫu: 40 kHz - Hiển thị số: Độ phân giải 0,1 dB 34 - Đồ thị thanh: 30-130dB, độ phân giải dB, chu kỳ cập nhật hiển thị 0,1s - Nguồn: pin LR03 (ANSI AAA) kích thước - Tiêu thụ dòng điện: Xấp xỉ 90 mA (khi hoạt động V) - Điều kiện môi trường: 10°C - 50°C, 10% - 90% rh (Không ngưng tụ) - Kích thước: 130 mm (H) × 63 mm × 23,5 mm (D) - Trọng lượng: 105 g (bao gồm pin) 35 Kết luận Sau tìm hiểu thực đề tài: “Tìm hiểu đo độ ồn” nhóm chúng em hồn thành u cầu cô nêu thu kết sau: - Cách thức làm việc, phối hợp nhóm - Nắm kiến thức âm - Tìm hiều tiêu chuẩn tiếng ồn độ ồn nước ta, nguyên nhân tác hại - Biết phương pháp cách đo độ ồn sử dụng - Tìm hiểu cảm biến âm máy đo độ ồn sử dụng Từ kết thu này, nhóm hy vọng sở để nhóm phát triển đề tài khác liên quan đến tiếng ồn độ ồn sau 36 Tài liệu tham khảo [1] Ths Nguyễn Xuân Cường (2012), giảng Ô nhiễm tiếng ồn kiểm soát, Đại học Huế [2] Datasheet Nor103 [3] Slide Đo giám sát môi trường, PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hương [4] https://lidinco.com/tong-quan-ve-may-do-do-on [5] https://www.tek.com/en/documents/whitepaper/noise-figure-overview-noisemeasurement-methods [6] https://vi.wikipedia.org/wiki/%C3%82m_thanh [7] https://kiemdinhvung3.com/kiem-dinh-hieu-chuan-linh-vuc-am-thanh-tan-sodo-dai/quy-trinh-hieu-chuan-phuong-tien-do-do-on 37 ... CHƯƠNG Tìm hiểu máy đo độ ồn 4.1 Máy đo độ ồn ? Máy đo độ ồn thiết bị đo cường độ âm để xác định mức cường độ âm thanh, độ ồn môi trường sống làm việc Nhờ vào việc đo thông số độ ồn mà người ta... tiếng ồn 14 2.4 Các phương pháp đo chung đánh giá tiếng ồn 15 2.4.1 Đo tiếng ồn nguồn ổn định cố định 16 2.4.2 Đo độ ồn nguồn ồn chuyển động 16 2.4.3 Đo độ ồn nguồn ồn không... cấu - Đo tính âm học vật liệu … Hình 2-3 Đo độ ồn tường 2.4.1 Đo tiếng ồn nguồn ổn định cố định Tiếng ồn độ ồn (hay mức ồn) thường đo khoảng cách cách nguồn xác định Khi kích thước nguồn ồn nhỏ