LUFS VS. dB: В чем разница?

На сайте

Кейт Бруноттс

17 января 2022 года

Как музыкальному продюсеру, композитору, подкастеру или любому человеку в мире аудио, важно понимать разницу между LUFS и дБ. Эти единицы измерения громкости звука часто путают друг с другом, и хотя они похожи, это не совсем одно и то же.

Ниже мы подробно рассмотрим основные различия между двумя типами единиц измерения громкости, а также поделимся некоторыми практическими применениями каждой из них. Таким образом, вы сможете легко понять, когда лучше использовать одну единицу, а когда другую. Давайте перейдем к делу!

Что такое децибел?

Итак, что же такое децибел? Децибел, или сокращенно дБ, — это единица измерения громкости, которая измеряет интенсивность или энергию звука. Децибелы представляют собой величину давления воздуха, создаваемого самим звуком, при этом звуки большей интенсивности имеют более высокий уровень воспринимаемой громкости. Вообще говоря, измерение в 0 дБ — это наименьшая единица звука, воспринимаемая человеческим ухом.

В музыкальном производстве децибелы то и дело фигурируют в качестве стандартной формы измерения. Например, децибелы встроены в фейдеры и счетчики вашей DAW . В Ableton Live вы можете видеть зеленые полоски, указывающие на громкость, измеряемую в дБ:

Темно-зеленым цветом обозначены пиковые уровни децибел, а светло-зеленым — средние децибелы на участке.

Как измеряются децибелы?

Децибелы измеряются с помощью двух различных параметров: частоты и амплитуды. Частота измеряет количество колебаний в звуке, а также определяет высоту тона аудиосигнала. Амплитуда — это сила звукового сигнала.

Стоит также отметить, что громкость в децибелах увеличивается экспоненциально. Поэтому 10 дБ в 10 раз громче, чем 0 дБ. Общая громкость в децибелах резко возрастает по мере того, как звук становится громче. Децибелы и измерение громкости используются на протяжении всего процесса создания музыки. Вы будете следить за децибелами во время записи, продюсирования, микширования и мастеринга, хотя в процессе мастеринга вам также придется следить за измерителем LUFS.

При мастеринге отслеживание пиковых и средних уровней децибел является ключом к созданию сильного трека. Среднее количество децибел, измеренное за определенный период времени, называется RMS , которое служило стандартом для измерения громкости до появления LUFS.

Что такое LUFS?

LUFS можно рассматривать как измерительную палку для аудио, которая используется для создания единого звукового впечатления на радио, в кино, на телевидении и в музыкальных каналах. Это означает единицы громкости относительно полной шкалы. Они также являются самым современным и точным способом измерения звука.

Вы также можете встретить описание LUFS как LKFS, что является акронимом для громкости, взвешенной по К, относительно полной шкалы. Независимо от того, как представлена эта звуковая единица — LUFS или громкость, взвешенная по К относительно полной шкалы, — обе они представляют одно и то же.

Различные аудиоточки имеют стандартные уровни LUFS и алгоритмы LUFS, чтобы при переходе от одной песни к другой не возникало шокирующей разницы в громкости. Алгоритм LUFS создает плавный, последовательный опыт прослушивания для пользователей и соответствующим образом изменяет звук, вот почему так важно учитывать стандарт LUFS платформы при мастеринге.

Как измеряется LUFS?

LUFS — это более широкий тип единиц измерения громкости. LUFS измеряет среднюю громкость аудиофрагмента, измеряя громкость за определенный период времени. При измерении громкости с помощью LUFS также учитывается воспринимаемая громкость. Это означает, что LUFS учитывает не только истинную громкость звука, воспринимаемую через децибелы, но и то, как человеческое ухо воспринимает звук.

Исходя из того, как звук попадает в человеческое ухо, некоторые частоты звучат естественным образом громче, чем другие. Разница в восприятии, используемая в LUFS, описывается с помощью кривой Флетчера Мансона:

Этот график отображает контуры звука во всем частотном спектре. Как мы видим, существует разница в восприятии звуков во всем частотном спектре. Это же явление объясняет, почему при прослушивании музыки мы можем слышать низкие звуки громче, чем другие.

Поэтому использование LUFS является золотым стандартом громкости, так как это измерение объединяет наше восприятие с фактическим звуковым выходом. Смешивая эти два важных параметра, мы можем создать наиболее сбалансированную единицу воспринимаемой громкости для человеческого слуха. Обычно LUFS используется при настройке громкости аудиофайла. В музыкальном производстве это означает, что вы не будете обращаться к LUFS до тех пор, пока не будете готовы к мастерингу микса .

Вы можете измерить LUFS с помощью измерителя LUFS в вашей DAW. Измеритель LUFS обычно показывает как интегральный, так и кратковременный LUFS, чтобы дать вам четкое представление о вашем звуке. Интегральный LUFS представляет собой среднюю громкость звука в течение времени, в то время как кратковременный LUFS просто учитывает короткий отрезок звука.

Следует ли использовать LUFS или DB?

Децибелы и LUFS оба измеряют звук, так как же узнать, какое измерение использовать? На бумаге кажется, что LUFS и децибелы — это одно и то же явление. В конце концов, и децибелы, и LUFS более или менее равны, поскольку 1 LUF примерно равен 1 DB. Оба используются для характеристики громкости. Хотя в аудио эти единицы громкости имеют соотношение 1 к 1, они все же используются для разных вещей.

Децибелы — это более широкий инструмент, используемый для измерения громкости практически в любом аудио- или звуковом приложении. LUFS, с другой стороны, в основном используется в процессе мастеринга. Это самый точный измеритель громкости из существующих на сегодняшний день, но он реже используется за пределами мира аудиоинженеров.

Когда речь идет о нормализации музыки и любого другого аудио, LUFS выступает в качестве стандарта громкости. На самом деле, важно помнить, что различные платформы потокового вещания имеют свои собственные уровни стандарта LUFS:

LUFS, вероятно, имеет более практическое применение, когда речь идет о нормализации звука. Тем не менее, децибелы являются более широким способом измерения звука. Одно можно сказать наверняка.

Понимание разницы и сходства между децибелами и LUFS необходимо каждому, кто стремится сделать карьеру в аудио.

Как видите, LUFS и DB — это совершенно разные формы измерения. Хотя они оба используются для измерения громкости, каждый из них дает разные показания для различных применений. Следите за этими полезными и разными формами измерения громкости.

от определения до влияния на организм. Допустимые нормы уровня шума в квартире и других жилых помещениях

При измерениях чего-то (например, напряжения) мы обычно думаем в прямых единицах (в вольтах). Но иногда более предпочтительно использовать относительную шкалу. В этом случае, наиболее часто используемой единицей измерений является децибел (дБ) — мощный инструмент, приводящий в замешательство начинающих. При знании происхождения этого термина и одного простого правила, затруднения могут быть исключены, а значение величины, выраженной в децибелах, может быть понято.

Александр Грехэм Белл стал известен благодаря изобретению телефона. Менее известны его работы по определению порога слышимости. В 1890 году он основал Ассоциацию глухих и плохо слышащих, которая действует до сих пор. Он был первым ученым, который количественно определил чувство слуха и установил, что слуховая восприимчивость зависит не от реального уровня мощности звуковой волны, достигающей нашего уха, а от ее логарифма.

Белл обнаружил, что порог слышимости ребенка составляет около 10 -12 Вт/м 2 , а уровень, при котором возникают болевые ощущения — около 10 Вт/м 2 . Таким образом, диапазон громкости, нормально воспринимаемой человеком, составляет 13 порядков!

Исходя из полученных значений, Белл определил шкалу звуковой мощности от 0 до 13. Единицы громкости этой шкалы называются белами (последнее «л» от его фамилии было отброшено). Уровень звука тихого шепота составляет около 3 белов, а нормальной речи — около 6 белов.

Поскольку ощущение громкости базируется на логарифмической шкале уровня мощности, то преобразование между мощностью и громкостью по шкале Белла выглядит следующим образом: громкость (в белах) = lg(P1/P0), где P0 — порог слышимости звука.

Следовательно, уровень звука в 4 бела соответствует звуковой мощности, равной 10 4 P0.

Бел стал фактически стандартной единицей измерения логарифма отношения двух энергетических уровней: отношение, выраженное в белах, есть lg(P1/P0), т.е. увеличение на 3 бела соответствует увеличению в 1000 раз. Если новое значение убывает, то логарифм отношения становится отрицательным. Чтобы сделать обратное преобразование необходимо 10 возвести в степень, равную белам.

Важнейшая особенность белов состоит в том, что они относятся только к отношению двух мощностей или двух энергий. Если же есть необходимость описания отношения двух амплитудных сигналов, например, напряжений, то возможно лишь опираться на отношение мощностей, ассоциированных с этими напряжениями. Мощность пропорциональна квадрату напряжения или тока: V 2 и I 2 .

Отношение двух напряжений, выраженное в белах, связано с отношением их мощностей: lg(P1/P0) = 2lg(V1/V0). Следовательно, отношение напряжений равно V1/V0 = lg10 (белы*2) .

Стало достаточно общим выражать отношение в десятых долях бела или в децибелах (дБ). Отношение двух мощностей в дБ равняется 10lg(P1/P0), а напряжений — 10 2lg(V1/V0). Для получения отношения напряжений необходимо выполнить преобразование V1/V0 = 10 (дБ/20) .

Порой достаточно мудрено определить, что считать амплитудной величиной, а что энергетической. Напряжение, ток, импеданс, напряженности электрического или магнитного полей и размахи любых волновых процессов считаются амплитудными величинами. Когда происходит измерение в децибелах, то вычисляется логарифм отношения квадратов этих величин. Энергия, мощность и интенсивность являются энергетическими величинами, и в отношении логарифма они используются непосредственно.

Например, 5% напряжения одной цепи передается в другую цепь. Отношение напряжений в этом случае равно 0,05. Для измерения в децибелах необходимо взять логарифм отношения напряжений, умножить его на 2, чтобы получить отношение в белах, а затем умножить на 10 для получения отношения в дБ: 20lg(0,05) = -26 дБ связи между сигналами.

В таблице приведены некоторые, часто используемые значения в децибелах и отношения амплитуд и мощностей.

Отношение амплитуд	Отношение мощностей	Значение в дБ

]Обычно, децибелами принято измерять громкость звука. Децибел – это десятичный логарифм. Это значит, что увеличение громкости на 10 децибел показывает, что звук стал в два раза громче, чем изначальный. Громкость звука в децибелах обычно описывается формулой 10Log 10 (I/10 -12) , где I — интенсивность звука в ваттах/метр квадратный.

Шаги

Сравнительная таблица уровней шума в децибелах

В приведенной ниже таблице описаны уровни децибел в порядке возрастания, и соответствующие им примеры источников звука. Также предоставлена информация о негативных последствиях для слуха напротив каждого уровня шума.

Уровни децибел для разных источников шума

Децибелы	Пример источника	Влияние на здоровье
0	Тишина	Отсутствуют
10	Дыхание	Отсутствуют
20	Шепот	Отсутствуют
30	Тихий фоновый шум на природе	Отсутствуют
40	Звуки в библиотеке, тихий фоновый шум в городе	Отсутствуют
50	Спокойный разговор, обычный фоновый шум для пригорода	Отсутствуют
60	Шум офиса или ресторана, громкий разговор	Отсутствуют
70	Телевизор, шум шоссе с расстояния 15.2 метров (50 футов)	Заметка; некоторым неприятен
80	Шум завода, кухонного комбайна, автомойки с расстояния 6. 1 метра (20 футов)	Возможны повреждения слуха при длительном воздействии
90	Газонокосилка, мотоцикл с расстояния 7.62 м (25 футов)	Высока вероятность повреждения слуха при длительном воздействии
100	Лодочный мотор, отбойный молоток	Высока вероятность серьезных повреждений слуха при длительном воздействии
110	Громкий рок-концерт, сталелитейный завод	Может быть сразу больно; очень высока вероятность серьезных повреждений слуха при длительном воздействии
120	Цепная пила, гром	Обычно наступает моментальная боль
130-150	Взлет истребителя с авианосца	Возможна немедленная потеря слуха, или разрыв барабанной перепонки.

Измерение уровня звука с помощью приборов

Используйте ваш компьютер. Со специальными программами и оборудованием, несложно измерить уровень шума в децибелах прямо на компьютере. Ниже перечислены только некоторые способы, как это можно сделать. Обратите внимание, что использование более качественного записывающего оборудования всегда даст лучший результат; другим словами, микрофона встроенного в ваш ноутбук может быть достаточно для некоторых задач, но высококачественный внешний микрофон даст более точный результат.

1. Используйте мобильное приложение. Для измерения уровня звука в любом месте, мобильные приложения придутся как нельзя кстати. Микрофон на вашем мобильном устройстве скорее всего не даст такого качества, как внешний микрофон, подключенный к компьютеру, но он может быть на удивление точным. Например, точность считывания на мобильном телефоне вполне может отличаться на 5 децибел от профессионального оборудования. Ниже приведен список программ для считывания уровня звука в децибелах для разных мобильных платформ:

   • Для устройств Apple: Decibel 10th, Decibel Meter Pro, dB Meter, Sound Level Meter
   • Для устройств на Android: Sound Meter, Decibel Meter, Noise Meter, deciBel
   • Для телефонов на Windows: Decibel Meter Free, Cyberx Decibel Meter, Decibel Meter Pro

2. Используйте профессиональный измеритель децибел. Обычно это недешево, но, возможно, это самый простой способ получить точные измерения уровня звука, который вас интересует. Также такое устройство называют «измеритель уровня звука», это специализированное устройство (можно купить в интернет-магазине или специализированных магазинах), которые использует чувствительный микрофон для измерения уровня шума вокруг и выдает точное значение в децибелах. Так как подобные устройства не пользуются большим спросом, они можно быть достаточно дорогими, зачастую цены на них начинаются с $200 даже за устройства начального класса.

   • Обратите внимание, что измеритель децибел/уровня звука может называть несколько иначе. Например, другое похожее устройство под названием «измеритель шума» делает то же самое, что и измеритель уровня звука.

   Математическое вычисление децибел

   1. Узнайте интенсивность звука в ваттах/метр квадратный. В повседневной жизни, децибелы применяются как простая мера громкости. Однако, все не так просто. В физике децибелы часто рассматривают как удобный способ выражения «интенсивности» звуковой волны. Чем больше амплитуда звуковой волны, тем больше энергии она передает, тем больше частиц воздуха колеблется на ее пути, и тем интенсивнее сам звук. Из-за прямой связи между интенсивностью звуковой волны и громкостью в децибелах, есть возможность найти значение децибел, зная только интенсивность уровня звука (которая обычно измеряется в ваттах/метр квадратный)

      • Заметьте, что для обычных звуков значение интенсивности очень мало. Например, звук с интенсивностью 5 ×10 -5 (или 0.00005) ватт/метр квадратный соответствует приблизительно 80 децибелам, что приблизительно соответствует громкости блендера или кухонного комбайна.
      • Для лучшего понимания отношения между интенсивностью и уровнем децибел, давайте решим одну задачу. Для примера возьмем такую: давайте считать, что мы – звукорежиссеры, и нам нужно опередить уровень фонового шума в студии звукозаписи, чтобы улучшить качество записываемого звука. После установки оборудования, мы зафиксировали фоновый шум интенсивностью 1 × 10 -11 (0.00000000001) ватт/метр квадратный . Далее используя эту информацию мы можем вычислить уровень фонового шума студии в децибелах.

   2. Поделите на 10 -12 . Если вы знаете интенсивность вашего звука, вы можете легко подставить ее в формулу 10Log 10 (I/10 -12) (где «I» – интенсивность в ваттах/метр квадратный) чтобы получить значение в децибелах. Для начала поделите 10 -12 (0.000000000001). 10 -12 отображает интенсивность звука с оценкой 0 на шкале децибел, сравнивая интенсивность вашего звука с этим числом, вы найдете его отношение к начальному значению.

      • В нашем примере мы разделили значение интенсивности 10 -11 на 10 -12 и получили 10 -11 /10 -12 = 10 .

   3. Вычислим Log 10 от этого числа и умножим его на 10. Чтобы закончить решение, вам осталось лишь взять логарифм по основанию 10 от получившегося числа и затем, наконец, умножить его на 10. Это подтверждает, что децибелы – это логарифмическое значение по основанию 10 – другими словами, увеличение уровня шума на 10 децибел говорит об удвоении громкости звука.

      • Наш пример легко решить. Log 10 (10) = 1. 1 ×10 = 10. Поэтому, значение фонового шума в нашей студии равняется 10 децибел . Это достаточно тихо, но все еще улавливаемо нашим высококачественным звукозаписывающим оборудованием, потому нам, вероятно, нужно устранить источник шума для достижения более высокого качества записи.

Децибел — это относительная единица измерений, она не похожа на остальные известные величины, поэтому ее не включили в систему общепринятых единиц измерения СИ. Однако во многих расчетах допускается использование децибелов наравне с абсолютными единицами измерений и даже применение их в качестве опорной величины.

Децибелы определяются принадлежностью к физическим величинам, поэтому их нельзя относить к математическим понятиям. Это легко представить, если провести параллель с процентами, с которыми децибелы имеют много общего. Они не имеют конкретных размеров, но при этом очень удобны при сопоставлении 2-х одноименных величин, даже если они различны по своей природе. Таким образом, не сложно представить, что измеряется в децибелах.

История возникновения

Как выяснилось в результате длительных исследований, восприимчивость не находится в прямой зависимости от абсолютного уровня распространения звука. Она является показателем мощности, примененным к заданной единице площади, которая находится в зоне воздействия звуковых волн, что и измеряют в децибелах сегодня. В результате установили любопытную пропорцию — чем больше места принадлежит полезной площади человеческого уха, тем к лучшему восприятию минимальных мощностей оно расположено.

Таким образом, исследователю Александру Грэхему Беллу удалось установить, что предел восприятия человеческого уха равен от 10 до 12 Вт на метр квадратный. Полученные данные охватывали слишком широкий диапазон, который представлялся всего несколькими значениями. Это создавало определенные неудобства и исследователю пришлось создать собственную шкалу измерений.

В первоначальном варианте безымянная шкала имела 14 значений — от 0 до 13, где человеческий шепот имел значение «3», а разговорная речь — «6». Впоследствии эта шкала нашла широкое применение, а ее единицы назвали белами. Для получения более точных данных в логарифмическом масштабе исходную единицу увеличили в 10 раз — так сформировались децибелы.

Общие сведения

Прежде всего, следует отметить, что децибел — это одна десятая Бела, который является десятичной формой логарифма, определяющего отношение меж 2-мя мощностями. Природа мощностей, подлежащих сравнению, избирается произвольно. Главное, чтобы соблюдалось правило, представляющее сравниваемые мощности в равных единицах, например, в Ваттах. Благодаря этой особенности, обозначения децибелов применяют в разных областях:

• механической;
• электрической;
• акустической;
• электромагнитной.

Так как практическое применение показало, что Бел оказался довольно крупной единицей, то для лучшей наглядности было предложено его значение умножить на десять. Таким образом, появилась общепринятая единица — децибел, в чем измеряется звук сегодня.

Несмотря на обширную зону применения, большинству людей известно, что децибелы применяются для определения степени громкости. Эта величина характеризует волны на метр квадратный. Таким образом, увеличение громкости на 10 децибел сопоставимо с возрастанием силы звука вдвое.

В законодательстве децибел был признан расчетной величиной зашумленности помещения. Он явился определяющей характеристикой для исчисления допустимой силы шума в жилых строениях. Эта величина дает возможность измерить допустимый уровень шума в децибелах в квартире и выявить факты нарушения в случае необходимости.

Область применения

Сегодня проектировщики телекоммуникаций используют децибел в качестве базовой единицы для проведения сравнительных характеристик устройств, отраженных в логарифмическом масштабе. Такие возможности предоставляет конструктивная особенность данной величины, которая является логарифмической единицей разных уровней, используемых при затуханиях или, наоборот, усилениях мощностей.

Децибел получил широкое распространение в разнообразных областях современной техники. Что измеряется в децибелах сегодня? Это различные величины, изменяющиеся в обширном диапазоне, которые могут применяться:

• в системах, связанных с передачей информации;
• радиотехнике;
• оптике;
• антенной технике;
• акустике.

Таким образом, децибелы применяют при измерении характеристик динамического диапазона, к примеру, ими можно измерить громкость звучания определенного музыкального инструмента. А также открывается возможность исчислять затухающие волны в момент их прохождения через поглощающую среду. Децибелы позволяют определить коэффициент усиления или зафиксировать коэффициент шума, создаваемого усилителем.

Использовать эти безразмерные единицы возможно как для физических величин, относящихся ко второму порядку — энергия или мощность, так и для величин, имеющих отношение к первому порядку — сила тока или напряжение. Децибелы открывают возможности измерения отношений между всеми физическими величинами, а кроме этого, с их помощью сопоставляют абсолютные значения.

Громкость звука

Физическая составляющая громкости звукового воздействия определяется уровнем имеющегося звукового давления, воздействующего на единицу контактной площади, что измеряется в децибелах. Формируется уровень шума из хаотического слияния звуков. На низкие частоты или, наоборот, звуки высокой частоты человек реагирует как на более тихие звуки. А звуки средних частот будут восприняты как более громкие, несмотря на одинаковую интенсивность.

Учитывая неравномерное восприятие звуков различной частоты человеческим ухом, на электронной базе был создан частотный фильтр, способный передавать эквивалентную степень звука с единицей измерения, которая выражается в дБа — где «а» обозначает применение фильтра. Этот фильтр, по итогам нормирования измерений, способен моделировать взвешенное значение уровня звука.

Способность разных людей воспринимать звуки находится в пределах громкости от 10 до 15 дБ, а в отдельных случаях даже выше. Воспринимаемые пределы интенсивности звука составляют частоты от 20 до 20 тыс. Герц. Наиболее легкие для восприятия звуки располагаются в частотном диапазоне от 3-х до 4-х кГц. Такую частоту принято использовать в телефонах, а также при радиовещании на средних и длинных волнах.

С годами диапазон воспринимаемых звуков сужается, особенно это касается высокочастотного спектра, где восприимчивость может снижаться до 18 кГц. Это приводит к общему ухудшению слуха, которому подвержены многие пожилые люди.

Допустимые показатели уровня шума в жилых помещениях

С использованием децибелов появилась возможность определить более точную шкалу шумов для окружающих звуков. Она отражает превосходящие по точности характеристики по сравнению с исходной шкалой, созданной в свое время Александром Беллом. С использованием этой шкалы законодательными органами определен уровень шума, норма которого действует в пределах жилых помещений, предназначенных для отдыха граждан.

Таким образом, значение «0» дБ означает полнейшую тишину, от которой раздается звон в ушах. Следующее значение 5 дБ также определяет полную тишину при наличии небольшого звукового фона, заглушающего внутренние процессы организма. При 10 дБ становятся различимы нечеткие звуки — всевозможные шорохи или шуршание листвы.

Значение в 15 дБ находится в диапазоне четкой слышимости самых тихих звуков, таких как тиканье наручных часов. При силе звука в 20 дБ можно разобрать осторожный шепот людей на расстоянии 1 метра. Отметка 25 дБ позволяет слышать более отчетливо разговор шепотом и шорох от трения мягких тканей.

30 дБ определяет, сколько децибел разрешено в квартире ночью и сопоставляется с беззвучным разговором или тиканьем настенных часов. При 35 дБ можно отчетливо слышать приглушенную речь.

Уровень в 40 децибел определяет силу звука обычного разговора. Это достаточная громкость, позволяющая свободно общаться в пределах помещения, смотреть телевизор или прослушивать музыкальные треки. Данная отметка определяет, сколько децибел разрешено в квартире днем.

Уровень шума, допустимый в рабочих условиях

По сравнению с допустимым уровнем шума в децибелах в квартире, на производстве и в офисной деятельности в рабочее время допускаются другие нормы уровня звука. Здесь действуют ограничения иного прядка, четко отрегулированные для каждого рода занятий. Основное правило в данных условиях — не допускать уровня шума, который способен отрицательно повлиять на здоровье человека.

В офисах

Значение уровня шума в 45 дБ находится в пределах хорошей слышимости и сопоставимо с шумом работы дрели или электродвигателя. Шум в 50 дБ также характеризуется пределами отличной слышимости и совпадает по силе со звуком печатающей машинки.

Уровень шума в 55 децибел остается в пределах превосходной слышимости, его можно представить на примере одновременного звучного разговора сразу нескольких людей. Этот показатель принимают в качестве верхней отметки, допустимой для офисных помещений.

В животноводстве и канцелярской деятельности

Сила шума в 60 дБ считается повышенной, такой уровень зашумленности можно встретить в конторах, где одновременно работает много печатных машинок. Показатель в 65 дБ также считают повышенным и его можно зафиксировать при работе типографского оборудования.

Уровень шума, достигающий отметки 70 дБ, сохраняет значение повышенного и встречается на животноводческих фермах. Значение шума в 75 дБ — это предельное значение повышенного уровня шума, его можно отметить на птицефабриках.

В производстве и транспорте

С отметкой в 80 дБ наступает уровень громкого звука, длительное воздействие которого станет следствием частичной утраты слуха. Поэтому, при работе в таких условиях рекомендуется применять защитные наушники. Сила шума в 85 дБ также находится в пределах уровня громкого звука, такие показания можно сопоставить с работой оборудования ткацкой фабрики.

Показатель шума в 90 дБ сохраняется в пределах громкого звука, такую силу зашумленности можно зарегистрировать при движении железнодорожного состава. Величина шума в 95 дБ достигает крайних пределов громкого звука, такой силы шум можно зафиксировать в металлопрокатном цеху.

Предельный уровень шума

Уровень шума на отметке 100 дБ достигает пределов чрезмерно громкого звука, его можно сравнить с раскатами грома. Работа в таких условиях считается вредной для здоровья и выполняется в рамках определенного стажа, по истечении которого человек считается непригодным для вредных работ.

Значение шума в 105 дБ также находится в пределах чрезмерно громкого звука, шум такой силы создает бензорезка при порезке металла. Сила шума в 110 дБ остается в границах чрезмерно громкого звука, такой показатель фиксируется при взлете вертолета. Величина шума в 115 дБ считается предельной для границ чрезмерно громкого звука, такой шум издает пескоструйный аппарат.

Уровень шума 120 дБ считается невыносимым, его можно сравнить с работой отбойного молотка. Шумовая отметка в 125 дБ также характеризуется невыносимым уровнем шума, такой отметки достигает самолет на старте. Максимальный уровень шума в дБ считается предельным на отметке 130, после чего наступает болевой порог, вынести который способен далеко не каждый.

Критический уровень шума

Сила шума на отметке 135 дБ считается недопустимой, человек, оказавшийся в зоне действия звука такой силы, получает контузию. Уровень шума в 140 дБ также приводит к контузии, таким звуком сопровождается старт реактивного самолета. При величине шума в 145 дБ разрывается осколочная граната.

Достигает отметки 150-155 дБ разрыв кумулятивного снаряда на танковой броне, звук такой силы приводит к контузии и травмам. После отметки 160 дБ наступает звуковой барьер, звук, превышающий этот предел, приводит к разрыву ушных барабанных перепонок, распаду легких и множественным травмам, нанесенным ударной волной, что вызывает мгновенную смерть.

Воздействие на организм неслышимых звуков

Звук, частота которого ниже 16 Гц, называют инфракрасным, а если частота его превышает 20 тыс. Гц, то такой звук называют ультразвуком. Барабанные перепонки человеческого уха не способны воспринимать звуки такой частоты, поэтому они находятся за пределами человеческого слуха. Децибелы, в чем измеряется звук сегодня, также определяют значения не слышимых звуков.

Звуки низкой частоты, находящиеся в пределах от 5-ти до 10-ти Гц, плохо переносятся человеческим организмом. Такое воздействие способно активизировать сбои в работе внутренних органов и отражаться на мозговой активности. Кроме этого, интенсивность низких частот оказывает воздействие на костные ткани, провоцируя суставные боли у людей, страдающих различными заболеваниями или перенесших травмы.

Повседневными источниками ультразвука являются различные транспортные средства, также ими могут служить раскаты грома или работа электронной аппаратуры. Такие воздействия выражаются в нагреве тканей, а сила их влияния находится в зависимости от расстояния до действующего источника и от степени звука.

Для общедоступных мест работы, обладающих неслышимого диапазона, также существуют определенные ограничения. Максимальная сила инфракрасного звука должна удерживаться в пределах 110 дБа, а сила ультразвука ограничивается отметкой в 125 дБа. Строго запрещено даже кратковременное нахождение в зонах, где звуковое давление превышает 135 дБ любой частоты.

Влияние шума, исходящего от оргтехники, и способы защиты

Шум, который издает компьютер и прочая организационная техника, может быть выше значения в 70 дБ. В связи с этим специалисты не рекомендуют устанавливать большое количество данной аппаратуры в одном помещении, особенно, если оно не большое. Шумные агрегаты рекомендуется устанавливать за пределами помещения, в котором находятся люди.

Для снижения уровня зашумленности в отделочных работах применяют материалы, обладающие шумопоглощающими свойствами. Кроме этого, можно использовать шторы из плотной ткани или, в крайнем случае, бируши, закрывающие от воздействия барабанные перепонки.

Сегодня при строительстве современных зданий существует новая норма, определяющая степень звукоизоляции помещений. Стены и перекрытия корпусов многоквартирных домов проверяют на устойчивость к воздействию шума. Если уровень звукоизоляции находится ниже допустимого предела, здание не может быть сдано в эксплуатацию до устранения неполадок.

Кроме всего, сегодня устанавливают ограничения по силе звука для различных сигнальных и оповещающих устройств. Для противопожарных систем, к примеру, сила звука оповещающего сигнала должна находиться в рамках от 75 дБа до 125 дБа.

Для начинающих несколько слов о не понятных для многих единицах измерения принятых в антенной технике и радиотехнике высоких частот.

dBm (дБм). Иногда удобно какую либо величину принять за эталон (нулевой уровень) и относительно ее измерять уровень уже в децибелах. Так, если принять за нулевой уровень — 1мВт и относительно его измерять мощность по логарифмической децибельной шкале, то появляется такая единица измерения как дБм(1мВт = 0 дБм). Она уже имеет вполне весомый физический смысл, в отличии от безличных децибелов, dBm — это мера мощности. В ней измеряют уровень слабых сигналов (в том же «палкомере» модема), чувствительность приемников, мощность передатчиков и т.п. Например уровень в 50 мкВ на 50-омном входе приемника соответствует уровню мощности 5·10 -8 мВт или -73 дБм. Измерять чувствительность в единицах мощности более удобно, чем в единицах напряжения, так так нам приходится иметь дело с сигналами разной формы, в том числе шумовыми. К тому же, мы избавляемся от необходимости каждый раз уточнять, каково входное сопротивление приемника. Например, пороговая мощность большинства «свистков», при которой они еще коннектятся с базовой станцией около -110 dBm. Мощность передатчика тоже можно измерять в dBm. Например мощность Wi Fi роутера в 100 мВт равна 20 dbm. Можно воспользоваться нашим онлайн калькулятором для перевода мВт в дБм и обратно . Во многих устройствах вы обнаружите уровень сигнала в asu . Это еще одна единица измерения уровня сигнала, призваная вогнать в ступор анонима своей непонятностью. Расшифровывается — «Arbitrary Strength Unit» — усредненная единица уровня сигнала. Дело в том, что в разных диапазонах мы используем каналы с разной модуляцией, разной полосой частот и т.п. Поэтому равные dBm в 3G и 4G — не эквивалентны одинаковой чувствительности по отношению сигнал/шум в канале. Чтобы привести чувствительность к единому знаменателю придумали asu . Связь между asu и dBm для разных диапазонов следующая:


• GSM : dBm = 2 × ASU — 113 , ASU в диапазоне значений 0. .31 и 99 (сеть не определена).
• UMTS : dBm = ASU — 116 , ASU в диапазоне значений -5..91 и 255 (сеть не определена).
• LTE : (ASU — 141) ≤ dBm

• dBi (дБи). Единица измерения усиления антенн относительно «эталонной» антенны. За такую эталонную антенну принят так называемый изотропный излучатель — идеальная антенна, диаграмма направленности которой представляет собой сферу, коэффициент усиления которой равен единице и КПД которой равен 100%. Излучение сигнала таким излучателем происходит с равномерной интенсивностью во все стороны. Такой антенны в природе не существует, это виртуальный объект, однако, очень удобный в качестве эталона для измерения параметров реальных антенн. Существует еще одна единица: dBd — здесь за эталон принят полуволновой диполь. Однако, использование dBi предпочтительнее, т.к. в этом случае проще расчет энергетического баланса трассы радиосвязи. dBi — это относительная единица, ничем по сути от простого децибела не отличима, кроме определения эталона, относительно которого и идет отсчет. Принципиальной разницы между dBi и dBd нет — усиление в dBi = усилению в dBd + 2.15 dB . В старых радиолюбительских книжках и журналах усиление антенн измеряют просто в децибелах. В этом случае чаще всего имеется ввиду усиление относительно полуволнового вибратора, т.е. оно эквивалентно dBd . Измерение относительно изотропного излучателя изначально использовалось только в США, но в последнее время распространилось во всем мире, поэтому во избежании путаницы сейчас, если речь идет об усилении антенны, правилом хорошего тона считается использование децибела с суффиксом — dBi или dBd.
  

В принципе за «нулевой уровень» можно принять любую величину. Так на свет появляются такие звери как «дБмкВ» (напряжение — отношение к одному микровольту), «дБВт» (мощность — отношение к одному ватту). В акустике за нулевой уровень звука принято звуковое давление 2·10 -5 Па — порог слышимости. При этом там не стали заморачиваться с довеском к «дБ», а прямо так и измеряют уровень звука в децибелах. Так сложилось исторически, потому что децибелы впервые применялись именно в области акустики. Но надо иметь ввиду — это как бы не «чистые» относительные децибелы, а «звуковые» — абсолютные. Например, шум реактивного самолета с расстояния 25 м равен 140 дБ, а 0 дБ — это порог слышимости. Часто можно встретить единицу под именем dBA . Она специально придумана для измерений интенсивности шумов. Величина дБА — уровень звукового давления, измеренный в «звуковых» децибелах при помощи шумомера, содержащего корректирующую цепочку, имитирующую чувствительность человеческого уха, что дает возможность получать отсчеты более соответствующие реальной слышимости шума.

Вообще, люди начали использовать децибелы для измерения различных вещей не просто так. Еще в XIX веке психофизиологами Эрнстом Вебером и Густавом Фехнером было установлено, что “сила ощущения p пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя S”. Это относится к звуку, освещенности, тактильным ощущениям.
В технике проводной связи используют другую единицу — Непер. Неперы определяются не через десятичный, а через натуральный логарифм. Может это и правильнее, ведь многие законы природы основаны на числе Эйлера, которое является основанием натурального логарифма. Но все-таки мы пользуемся децибелами. (1 непер = 8,686 дБ)

При расчетах все эти dB, dBi, dBm по сути своей все являются децибелами, т.е. суммируются (если усиление) или вычитаются (если затухание), но dBm имеет приоритет как мера мощности сигнала. Например:

Уровень на входе приемника(dBm) = Мощность передатчика(dBm) + Усиление антенн(dBi) — Ослабление сигнала(dB)

Неискушенный аноним обычно теряется при виде такого изобилия разновидностей децибел. Но затем приходит понимание, что это приносит упрощение в расчетах. Например в расчете дальности связи Wi-Fi . Многим трудно наглядно представить себе «децибельную» шкалу, особенно в отрицательной области. На самом деле это легко сделать по аналогии с привычным всем термометром. Чем выше мощность в dBm, тем «теплее» цифра. Другими словами -75dBm больше (выше по шкале, «теплее»), чем -95dBm. Более отрицательная цифра в параметре чувствительностии означает, что приемник способен принять более слабый (холодный) сигнал.

Вот так оно все запутано в этом децибельном царстве. И напоследок… Имейте ввиду, что децибел и имбецил совершенно разные понятия.

Для измерения звука используется децибел .

Это относительная логарифмическая единица измерения величин, связанных с интенсивностью звука (мощности, амплитуды, напряжения или тока сигнала, усиления/ослабления и т. п.). Чувствительность слуха носит логарифмический характер – нарастание интенсивности в виде степенной функции воспринимается на слух как линейное увеличение громкости, поэтому в ряде случаев удобнее пользоваться логарифмическими, а не линейными единицами. Десятичный логарифм отношения некоторой величины к ее эталонному значению – lg (X /X Э) – называется белом (Б), а его десятая часть – lg (X /X Э) / 10 – децибелом (дБ). Измерение в децибелах удобно еще и тем, что человеческое ухо различает относительное изменение интенсивности примерно на 1 дБ.

При измерениях абсолютной интенсивности звука (Вт/м 2) за эталонное значение принимается уровень порога слышимости для синусоидального сигнала с частотой 1 кГц – 10 в степени –12 (10 –12) Вт/м 2 . При этом порог слышимости определяется интенсивностью 0 дБ, а интенсивность, при которой начинаются болевые ощущения (болевой порог) – около 140 дБ. Интенсивность тихого шепота – около 35 дБ, громкого голоса – около 95 дБ,forte fortissimo оркестра – около 100 дБ, оркестрового тутти (звучания всех инструментов) – около 120 дБ.

При измерениях величин, с которыми интенсивность связана квадратичной зависимостью – напряжения, тока и звукового давления – в выражении для децибела множитель 10 меняется на 20 (двойка выносится из логарифма отношения квадратов).

При измерениях относительных величин за эталонный уровень принимается какое-либо значение величины. Например, при оценке усиления за него принимается единичное усиление (пропускание сигнала без изменения), равное 0 дБ. При этом 60 дБ соответствует усилению в 1000 раз (60 = 20lg 1000), а –20 дБ – ослаблению в 10 раз. Для описания характеристик усилителей и фильтров применяется также единица «децибел на октаву» (дБ/окт), показывающая изменение усиления при изменении частоты в два раза.

В акустике принято измерять громкость в дБ SPL (Sound Pressure Level ). Удвоение интенсивности звука приводит к увеличению уровня интенсивности на 3 дБ.

Выражая уровень звукового давления в децибелах, следует помнить, что при увеличении давления вдвое прибавляется 6 дБ.

Существуют разновидности измерений: dBA ,dBB ,dBC ,dBD – опорные уровни выбраны по частотным характеристикам «весовых фильтров» в соответствии с кривыми равной громкости.

Децибел акустический

Единица измерения уровня шума с наложенным на измеритель фильтром, учитывающим особенность восприятия шума слуховым аппаратом человека (нелинейность частотной характеристики уха). Величина дБА – уровень звукового давления, измеренный в дБ при помощи шумомера, содержащего корректирующую цепочку, снижающую чувствительность устройства на низких и очень высоких частотах для того, чтобы точнее имитировать чувствительность человеческого уха и получать отсчеты, дающие некоторые указания на громкость, неприятное действие или приемлемость звука. Значение дБА обычно на 10 единиц превосходит эквивалентное значение нормировочного индекса шума для данного звука.

В цифровой обработке понятие дБ считается от нуля и вниз, в область отрицательных значений. Ноль – максимальный уровень, представимый цифровой схемой.

В dBFS (Full Scale – «полная шкала») – опорное напряжение соответствует полной шкале прибора; например, «уровень записи составляет −6dBFS ». Для линейного цифрового кода каждый разряд соответствует 6 дБ, и максимально возможный уровень записи равен 0dBFS .

Правила подачи сигналов

БАЗА ЗНАНИЙ Схема подключения тифона Уровень звуковой мощности Уровень звукового давления Сложение шума от нескольких источников Снижение шума в зависемости от расстояния Правила подачи сигналов		БАЗА ЗНАНИЙ СЛОЖЕНИЕ ШУМА ОТ НЕСКОЛЬКИХ ИСТОЧНИКОВ В каталогах на оборудование обычно приводится звуковая мощность для каждой октавной покосы. Для определения общего уровня звуковой мощности источника ис¬пользуют следующую формулу: где: Lm — уровень звуковой мощности, дБ; к -номер октавной полосы или источника шума. Эту формулу можно использовать также для определения уровня звукового давления в данной точке от нескольких источников. В ряде случаев для определения уровня звукового давления от нескольких источников удобнее пользовать упрощенной методикой, в которой учитывается разница между самым большим и самым малым уровнем звукового давления. Рассмотрим случай, когда две установки находятся рядом одна с другой. Уровень звукового давления одной из них равен 75 дБ, а другой 69 дБ. Рассчитаем общий уровень звукового давления. Вычислим разницу между величинами звукового давления: 75 — 69 = 6дБ. Теперь по табл. приведенной выше для значения разницы 6 дБ (верхняя строка) определяем показатель 1,0 дБ (нижняя строка). Этот показатель надо добавить к величине звукового давления от наиболее «шумного» источника. Соответственно, олучаем: 75+ 1 = 76дБ. Таким образом, общий уровень звукового давления при работе двух установок бу­дет равен 76 дБ. Если бы показатели уровня звукового давления двух машин были одинаковы, общий показатель был бы равен величине, на 3 дБ превышающей показатели звукового давления каждой из них. Например, в случае работы двух установок, уровень звукового давления которых равен 70 дБ, общий уровень звукового давления равен 73 дБ. При разнице двух показателей, превышающей 10 дБ, общий уровень звукового давления можно принять соответствующим величене наибольшего из двух показателей. Например: если работают две установки с уровнем звукового давления соответственно 55 и 40 дБ, то общий уровень звукового давления составляет 65 дБ. Когда необходимо определить общий уровень звукового давления от трех или более источников шума, процедура вычисления не изменяется и показатели звукового давления рассматриваются парами, от меньшего к большему. Предположим, что работают три установки с показателями уровня звукового давления 80, 78 и 72 Дб Вначале измеря­ется разница двухменьших показателей звукового давления: 78 -72 =6дБ. По табл. см. выше для значения 6 дБ находим показатель, равный 1 дБ, значение которого мы и добавляем к показателю большего из двух уровней звукового давления: 78 + 1 = 79 дБ. Теперь надо найти разницу между значением 80 дБ и только что вычисленной величиной в 79 дБ: 80 — 79 = 1 дБ. По табл. см. выше для значения 1 дБ находим показатель, равный 2,6 дБ, который надо прибавить к 80 дБ: 80+ 2,6 = 82,6 дБ. Таким образом, уровень в 82,6 дБ является общим показателем звукового давления при работе трех установок. Снижение уровня звукового давления связано не только с удалением от источника шума. Сказываются и другие факторы, вызванные, например, поглощением звука поверхностью пола, встречающимися препятствиями и т.д. Однако чаще всего влияние этих факторов трудно учесть в метрической форме. Слуховые ощущения человека, завися-щие от силы звука и его частоты, могут быть выражены величиной громкости звука. Обычно принято оценивать громкость звука, сравнивая ее с громкостью простого тона, имеющего частоту 1000 Гц. Уровень силы звука с частотой 1000 Гц, столь же громкого, как и измеряемый звук, называется уровнем громкости. Длительное воздействие шума вызывает необратимое изменение в органах слуха. В таблице выше показано влияние шума на орга­низм человека. Порог болевого ощущения — значения звукового давления, при которых ощущение звука превращается в болевое ощущение. Порогу болевого ощущения на частоте 1000 Гц соответствует звуковое давление 20 Па. Человеческое ухо имеет разную степень чувствительности к звукам различной частоты. Максимальная чувствительность наблдается при частоте звука 4000 Гц, а при низких частотах (до 200 Гц) чувствительность падает. Oт 200 до 2000 Гц чувствительность достаточно стабильна. Звуки с высокой и низкой частотой одинаковой мощности распознаются как два разных звуковых уровня (мы слышим лучше высокочастотный звук, чем низкочастотный). Для корректировки значения уровня шума с учетом особенностей восприятия человеческим слухом на октавные полосы частот накладывают так называемые фильтры. В системах вентиляции и кондиционирования воздуха применяется А-фил ьтр. В таблице выше привдены поправки к уровню звуковой мощности для каждой октавной полосы, представляющие собой набор нормальных величин. В этом случае уровень шума обазначается следующим образом: L(A),Дб В катологах на оборудование приводятся скоректированные с учетом А-фильтра обобщенные значения звукового давления на определенном расстоянии и звуковой мощности, выраженные в дБ( А). Эти технические данные позволяют выполнять необходимые при проектировании расчеты показателей используемого оборудования. Администрация сайта выражает огромную благодарность «Системы вентиляции и кондиционирования» теория и практика изд. евроклимат 2008 Ананьев В.А. Балуева Л.Н. Мурашко В.П. За предоставление этой информации. Отдельное спасибо алекса!

Защита органов слуха | Громкость и децибелы

Обзор

• Как измерить объем?
• Что такое шкала децибел?
• Какое влияние оказывает шум на наши уши?
• Кто в опасности?
• Наши советы по защите слуха

Как мы измеряем объем?

Измеряя громкость звука, вы фактически измеряете уровень звукового давления. Эта единица измерения называется децибел .

Все звуки, которые мы воспринимаем, состоят из колебаний давления воздуха, воздействующих на наши барабанные перепонки. Только после того, как они передаются в наш мозг, они преобразуются в информацию. В зависимости от энергии, с которой колебания — то есть звуковые волны — ударяют по нашим барабанным перепонкам, мы воспринимаем их как громкие или тихие. Чем больше энергии у звука, тем громче мы его воспринимаем. Для измерения громкости мы используем единицу измерения децибел – сокращенно дБ.

Самая низкая воспринимаемая громкость, то есть самый тихий звук, который может слышать человек, составляет 0 децибел. Нам приятна громкость около 50 дБ, а порог дискомфорта начинается на отметке 100 дБ. Болезненные уровни звука идут от 120 дБ и выше. Важно знать, что 100 дБ не в два раза громче, чем 50 дБ. Восприятие громкости всегда субъективно и зависит от собственного слуха, но, вообще говоря, увеличение на 10 дБ примерно соответствует удвоению интенсивности воспринимаемой громкости. Таким образом, 60 дБ воспринимаются вдвое громче, чем 50 дБ.

Поэтому в шумной среде очень важно защитить свой слух, чтобы снизить уровень дБ с опасного до безопасного уровня. Однако различные средства защиты органов слуха, такие как беруши для любителей музыки, отфильтровывают только мешающие и вредные частоты.

Чтобы сохранить слух здоровым, изучите средства защиты органов слуха и узнайте, какие устройства подходят для определенных ситуаций.

Что такое шкала децибел?

Измерение уровней звукового давления является сложной задачей и требует сложных расчетов. Шкала децибел была введена, чтобы нам было легче воспринимать измерения. В нем рассматривается уникальная способность человеческого слуха четко различать низкие уровни звука, в то время как даже большие различия в звуковом давлении не так точно воспринимаются в диапазоне высоких децибел. Используя различные фильтры, особенно низкие или высокие частоты уменьшаются или регулируются в зависимости от нашего восприятия. Таким образом, значение на шкале больше соответствует нашему восприятию и становится измеримым. Значения дБ чаще всего приводятся в дБ (А) – буква А обозначает использование фильтра А, также известного как кривая оценки уровня звука А.

Таким образом, на первый взгляд значения в децибелах линейны – 120 дБ кажутся вдвое громче, чем 60 дБ. Однако это не так. Шкала децибел имеет логарифмическую структуру. Для измеренных значений это означает, что циркулярная пила не только вдвое громче, чем говорит, но и что ее относительное звуковое давление на самом деле составляет ок. в 1000 раз выше.

Помимо так называемой шкалы дБ(А) для измерения шума, существует шкала дБ(HL), используемая аудиологами и специалистами по слухопротезированию для определения потери слуха.

Шелест листьев на ветру или гул компьютерного вентилятора может достигать 10 дБ. Шепот достигает 20 дБ, а обычный разговор — примерно 60 дБ. Проходящий поезд или газонокосилка набрали 80 дБ. Те, кто любит частые музыкальные концерты, подвергаются такому же (110 дБ) уровню шума, какой производят отбойные молотки и циркулярные пилы. Шум, создаваемый реактивными самолетами — примерно 160 дБ — находится на уровне нашего болевого порога. Петарды или пистолеты, взрывающиеся рядом с ухом, очень громкие и вредные. Они могут достигать значения дБ до 180. Степень, в которой мы чувствуем звук, то есть насколько он разрушительный для нас, также зависит от расстояния между источником звука и нашей слуховой системой.

Влияние шума на наши уши

Иногда мы все поднимаем руки и затыкаем уши. Причиной такой реакции может быть проезжающая скорая помощь или пожарная сигнализация. Наш защитный механизм имеет большое значение даже при небольшом шуме, который может привести к длительному повреждению слуха, а также неблагоприятно повлиять на весь организм. Исследования показали, что длительное воздействие окружающего шума даже умеренного уровня может иметь длительные последствия:

• 40 дБ и выше: обучение и концентрация становятся сложными
• 60 дБ и выше: длительное воздействие может привести к повреждению слуха
• 65 дБ и выше: повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний при длительном воздействии
• 85 дБ и выше: шумные рабочие места могут причинить непоправимый вред в течение многих лет
• 120 дБ и выше: возможно повреждение слуха даже при кратковременном воздействии

Кто подвержен риску повреждения слуха?

В частности, люди, подвергающиеся определенному уровню шума на работе, рано или поздно рискуют потерять слух. Постоянный шум от дрелей, бензопил, самолетов или музыки присутствует во многих профессиях.

Рабочие лесного хозяйства, дорожники, строители и фабричные рабочие подвергаются такому же риску, как и профессиональные музыканты в оркестрах или бармены, работающие в шумных ночных клубах.

Средняя оценка 4,8 звезды
из 22 голосов.

Успешно оценен.

При обработке рейтинга произошла ошибка. Пожалуйста, попробуйте позже.

Категории

Защита слуха

Защита слуха

29.11.2021

Читать далее

Защита слуха

29.11.2021

Читать далее

Защита слуха

27.01.2021

Читать далее

Интенсивность и громкость звука — учителя (Служба национальных парков США)

Национальный исторический памятник Герберта Гувера

Общий рейтинг

Хороший

 

Добавить свой отзыв

Уровень:

Средняя школа: с девятого по двенадцатый класс

Тема:

Наука

ГОСТ:

Айова Ядро: SS. 9–12.H.1, 21.9–12.TL.3, 21.9–12.TL.4, 21.9–12.TL.5; Научные стандарты следующего поколения: свойства PS4 Wave

С помощью этого задания, состоящего из нескольких частей, учащиеся узнают о свойствах звуковых волн, в частности, об интенсивности и громкости звука. Они узнают, как измерять интенсивность и громкость, разницу между звуком и шумом, а также когда звук считается шумовым загрязнением. Используя такие данные, как показания интенсивности и спектрограммы, а также простые методы, такие как прослушивание и идентификация звуков, учащиеся исследуют, как звуки влияют на людей и окружающую среду. Классный руководитель Линетт Каммингс разработала упражнения в рамках программы «От учителя к рейнджеру и учителю».

Интенсивность и громкость

Интенсивность звука — это мощность звука в ваттах, деленная на площадь, покрываемую звуком, в квадратных метрах. Громкость звука соотносит интенсивность любого данного звука с интенсивностью на пороге слышимости. Измеряется в децибелах (дБ). Порог человеческого слуха имеет интенсивность около 0,0000000000001 ватт на квадратный метр и соответствует 0 децибелам. Болевой порог для человека составляет 1 Вт на квадратный метр и соответствует 120 дБ. Шепот от 20 до 30 дБ, шумный разговор около 50 дБ, пылесос около 70 дБ, газонокосилка около 90 дБ, а автомобильный гудок на расстоянии 1 м составляет около 110 дБ. Люди особенно чувствительны к звукам частотой от 2000 до 5000 Гц. Шкала дБА имеет фильтр, поэтому шумомер менее чувствителен к низкочастотным и высокочастотным звукам, как человеческий слух. Он также лучше приспособлен для измерения повреждений слуха и речевых помех у людей.

Шум

«Шум» — любой нежелательный звук или посторонние звуки (звук без какой-либо функции). Шум влияет на природную среду. Например, дополнительные звуки вызывают «слуховую маскировку», что снижает способность животного обнаруживать общение и хищников. Некоторые птицы поют громче в шумных местах. Поскольку самки некоторых видов предпочитают, чтобы самцы пели более низким тоном, поскольку это означает зрелость, это может привести к сокращению популяции птиц. Другие птицы могут просто петь громче в шумных местах. Китайские лягушки даже перевели свои крики в ультразвуковой диапазон (выше частот, слышимых человеком), чтобы они могли находить друг друга во время брачного сезона. Летучие мыши-собиратели (те, что собирают насекомых с листьев) не будут охотиться в шумных местах. Шум также «стрессует» диких животных, делая их менее устойчивыми к болезням. Шум определенно влияет на водную среду. Звук распространяется намного быстрее и дальше под водой, а это означает, что источник шума может иметь гораздо больший радиус воздействия, чем на суше. Исследования также показали, что низкочастотный шум в океанах, в значительной степени связанный с увеличением коммерческого судоходства, увеличился на 10 дБ с 19 века.60-е годы.

Звуки также могут негативно влиять на людей. Доказано, что громкие или продолжительные звуки вызывают ухудшение слуха, гипертонию, нарушение сна, раздражительность и ишемическую болезнь сердца (заболевание сердца, связанное с уменьшением притока крови к сердцу). Другие осложнения включают возможные изменения иммунной системы и врожденные дефекты. Доказано, что дорожный шум сужает артерии и повышает кровяное давление. Это может даже привести к сердечным приступам. Уровень шума в 50 дБ ночью увеличивает выработку кортизола (гормона стресса), который вызывает сужение артерий и повышает кровяное давление.

Влияние атмосферных условий

Атмосферное поглощение звука зависит от условий окружающей среды, таких как относительная влажность, атмосферное давление, температура и ветер. Более низкая влажность поглощает больше звука, особенно на более высоких частотах, из-за «молекулярной релаксации» газов в воздухе (уровень влажности 10% поглощает больше всего). Существенное изменение атмосферного давления, эквивалентное увеличению высоты на тысячи футов, оказывает небольшое влияние на уровень шума для большинства источников, но существенно влияет на принимаемые уровни этих звуков.

Что еще более важно, ветер и температура могут значительно повлиять на распространение звуковых волн. Ветер может сделать звуки более громкими по ветру, поскольку молекулы, через которые распространяются звуковые волны, перемещаются по ветру, а не распространяются равномерно во всех трех измерениях. Вертикальные температурные градиенты могут привести к тому, что звук преломится либо от земли (когда теплый воздух у земли находится под более холодным воздухом наверху), либо к земле (когда холодный воздух у земли захватывается слоем теплого воздуха над ним, т. е. инверсия).

Цель(и)

Учащиеся смогут:

1. Понимать взаимосвязь между интенсивностью звука и громкостью.
2. Измерение показаний уровня звука в дБ и дБА и преобразование их в интенсивность, а также понимание того, как эти уровни воспринимаются людьми.
3. Узнайте, как звук влияет на окружающую среду и людей.
4. Различать звук и шум.
5. Анализировать звуковые данные, чтобы показать их влияние на окружающую среду и посетителей.
6. Дайте рекомендации о звуках в определенном месте, используя данные об уровне звука и исследования о воздействии звука.
7. Предсказать влияние влажности, температуры и ветра на звуки.

Материалы

1. Шумомер с показаниями в дБ и дБА
2. Веб-сайт NPS Natural Sounds and Night Skies
3. Holt Physics , учебник Сервея и Фауна, опубликованный в 2002 году Холтом, Райнхартом и Уинстоном.
4. Использование Интернета для исследований.
5. Образцы данных, собранные в Национальной службе здравоохранения им. Герберта Гувера в 2012 г.

Процедура

Часть 1:

Обзор звуковых волн, в частности:

• Звук распространяется через материал в виде механической волны. Волна представляет собой продольную или продольную волну.
• Звук возникает, когда энергия заставляет частицы воздуха сближаться и отдаляться друг от друга. Чем ближе частицы или чем дальше друг от друга, тем больше амплитуда звука. Амплитуда звука определяет громкость и интенсивность звука. Чем больше амплитуда, тем громче и интенсивнее звук. Интенсивность звука измеряется в ваттах на квадратный метр.
• Другие свойства звуковой волны включают частоту в герцах (сколько волн в секунду) и длину волны (буквально длину одной волны от сжатия до сжатия).
• Люди могут слышать только звуки частотой от 20 до 20 000 Гц. Животные имеют разные диапазоны и могут слышать звуки, которые мы не можем.
• Громкость – это человеческое восприятие интенсивности звука. Он часто измеряется в дБ, что представляет собой шкалу, основанную на человеческом пороге слышимости (которому присваивается значение 0 дБ вверх). Шкала дБА имитирует диапазон человеческого слуха, фильтруя те высокие и низкие частоты, которые люди также не слышат. Шум — это неприятные или нежелательные звуки, а шумовым загрязнением считаются любые звуки, которые мешают деятельности.

Часть 2: 

Учащиеся анализируют данные об уровне звука. Используйте данные, предоставленные с этим планом устройства, или другие звуковые данные (в том числе где, когда и в каких условиях записаны, а также типичные звуки, такие как пение птиц). Учащиеся могут брать шумомер в разные районы школы для сбора данных. Учащиеся должны записать время и условия, при которых они отбирали данные. Найдите примеры звукозаписей и спектрограмм на веб-сайте NPS Natural Sounds and Night Skies.

Часть 3:

С помощью надежных книг, статей и веб-сайтов учащиеся исследуют, как звуки влияют на людей и окружающую среду. Они могут исследовать как положительные, так и отрицательные эффекты звуков разной громкости, интенсивности и продолжительности. Студенты также изучают методы, с помощью которых можно уменьшить интенсивность звука.

Часть 4:

Учащиеся идут в место, где они будут изучать эффекты звука, например, в ближайший парк. Учащиеся приносят с собой шумомеры (желательно способные измерять дБА) для регистрации интенсивности звука. Студенты будут слушать и записывать все звуки, услышанные в течение 15 минут. Студенты будут слушать и записывать только собственные звуки в течение 10 минут (те звуки, которые типичны для повседневной работы парка), которые могут быть естественными и культурными (например, звук кузнечного молота в Национальном историческом месте Герберта Гувера). Учащиеся слушают и записывают посторонние звуки (нетипичные для данного места), например шум уличного движения, в течение 10 минут. Записывайте наблюдения о погодных условиях и характеристиках места во время записи данных. Обсудите, какие звуки способствуют назначению парка, а какие мешают или не согласуются с удовольствием посетителей парка. Студенты также могут захотеть определить, какие животные обитают в парке, и определить, как различные звуки могут повлиять на них.

Часть 5: 

Используйте данные и исследования учащихся, чтобы оценить, как уровни и интенсивность звука могут влиять на место, которое они посетили. Сравните данные с уже собранными другими. Подумайте, как уровень звука может повлиять на естественных жителей парка или посетителей. Узнайте больше о воздействии на местные виды. Обсудите воздействие в устной форме и напишите план или документ о вероятном воздействии различных звуков на жителей и посетителей, людей или животных. Можно ли улучшить впечатления от парка, убрав или приглушив определенные звуки? Если да, то что звучит и как?

Park Connections

Звуки, характерные для парка, считаются природными ресурсами. Пение птиц, журчание ручья Гувера и звуки работы кузнеца — типичные звуки Национального исторического памятника Герберта Гувера. Эти звуки, как природные, так и культурные, были звуками, которые Герберт Гувер слышал мальчиком в Уэст-Бранч, штат Айова. Их защита и сохранение является частью миссии Службы национальных парков. Посетители парка могут слышать эти звуки, а также надвигающийся шум 21-го века, такой как движение транспорта на межштатной автомагистрали 80. 

Учащиеся, изучающие свойства звуковых волн, такие как интенсивность и громкость, должны также понимать, какое влияние звуки оказывают на окружающую среду, и даже то, как мы можем уменьшить любые нежелательные эффекты. Национальный исторический комплекс имени Герберта Гувера и другие национальные парки предоставляют прекрасную возможность продвинуть полученные в классе знания учащихся о звуковых свойствах еще на один шаг вперед. Учащиеся могут измерять свойства звука, а затем видеть, как они влияют на окружающую среду и людей. Студенты могут даже принять активное участие в сохранении и защите национальных парков, рекомендуя способы снижения внешнего шума. Их рекомендации должны показать понимание звуковых свойств, а также характера парка.

Материалы

Таблица данных об уровне звука, снятых Национальной службой здравоохранения им. Герберта Гувера летом 2012 года. В формате CSV, который можно открыть с помощью программы для работы с электронными таблицами.

Загрузить данные об уровне звука у Герберта Гувера, 2012 г.

Децибелметры, восприятие и вы

Если вы когда-либо измеряли уровень шума в децибелах, и результат был не таким, как вы ожидали, вы не одиноки. Ваши результаты могут зависеть от ваших инструментов и настроек.

Что измеряют считыватели в децибелах?

Как правило, инструменты для измерения шума используют децибелы, взвешенные по шкале А, или дБА. А-взвешенное измерение отсекает экстремально высокие и низкие частоты, измеряя типичные частоты, которые могут слышать люди. Во многих приложениях это совершенно нормально.

Однако, как объяснила доктор Эрика Уокер в интервью Soundproofist, часто именно низкие частоты действительно беспокоят людей и вызывают стресс. Это включает в себя грохот, который может быть вызван малышом, стучащим по паркетному полу без ковра, или строительной техникой, мотоциклами, воздуходувками, отбойными молотками и мусоровозами, и это лишь некоторые из них.

Эти низкие частоты могут быть измерены неточно, если они сосредоточены только на децибелах по шкале А. Хорошая новость: децибелы по шкале А — не единственный вариант. Вы также можете измерить C-взвешенные децибелы (dBC). Когда вы используете децибелы, взвешенные по шкале С, они включают в себя более низкие частоты, которые отсекаются измерениями, взвешенными по шкале А. Доступные приложения, такие как NIOSH Sound Level Meter и SPL Meter, дают вам возможность выбирать между децибелами, взвешенными по шкале A и C.

 

Сравнение показаний в децибелах

Независимо от того, используете ли вы приложение для децибел на своем смартфоне или портативном устройстве, настройки также могут давать разные результаты. Например, считыватель децибел BAFX 3370 на изображениях ниже измеряет децибелы, взвешенные по шкале А (дБА), в диапазоне от 30 до 130 дБА. Он имеет частоту дискретизации 2x в секунду. По цене он находится в нижней части спектра (~ 20 долларов США). Эта модель не предлагает множество настроек или функций и не предлагает измерения C-взвешенных значений. Но это простой способ начального уровня, чтобы быстро получить показания дБА одним нажатием кнопки.

Приложение NIOSH (дБА)

В этом первом примере я поместил портативный измеритель BASX рядом со смартфоном, на котором запущен бесплатный измеритель уровня звука NIOSH. Это сложное приложение с рядом настроек, которые позволяют вручную откалибровать его, установить пороговый уровень (в данном случае порог был установлен на «80»), использовать частотное взвешивание A, C или Z и выбрать медленное или быстрое взвешивание по времени. В этом примере для моего приложения NIOSH установлено значение «медленно».

Любопытно, я думаю, что ручной измеритель на этой фотографии может быть более точным, чем приложение NIOSH на смартфоне. Нормальный комнатный шум в моем доме обычно составляет около 35 децибел, поэтому значение 23,5 дБА в приложении NIOSH кажется довольно низким. Несколько настроек калибровки по умолчанию или пороговых значений могут изменить результаты.

 

Приложение NIOSH (dBC)

Во втором примере я переключил приложение NIOSH на использование C-взвешенных децибел с «быстрым» временем отклика. Показания сильно различались, и это приложение по-прежнему показывало более низкий уровень децибел, чем измеритель BASX, который зарегистрировал 38,2 дБА.

Приложение NIOSH также позволяет выполнять анализ с течением времени и создавать отчет, поэтому я щелкнул значок «Выполнить» в левом нижнем углу, чтобы собрать дополнительные данные. Здесь вы можете видеть, что мгновенный уровень составил 31,1 дБн, LAeq — 27,7 дБ, Lmax — 54,3 дБ, а LCpeak — 78,2 дБ. Итак, что это значит? Давайте посмотрим на этот удобный акустический глоссарий от Gracey & Associates в Великобритании.

LAeq — уровень звука по шкале А (в данном случае 27,2 дБ)

Lmax — максимальный уровень звука по шкале А, который составил 54,3 дБ.

LCpeak — это пик C-взвешенного уровня звука, который в данном случае составил 78,2 дБ — выше, чем Lmax.

 

SPL Meter (dBA)

I

В этом третьем примере я использовал приложение SPL Meter, чтобы сравнить его с карманным устройством. В данном случае я измерил какой-то проходящий трафик за окном.

Приложение SPL Meter также имеет настройку диапазона (от 40 до 120) и тумблер для медленного или быстрого времени отклика. Как и приложение NIOSH, SPL Meter также может использовать децибелы, взвешенные по шкале A или C. В этом первом тесте я установил его на «A». Время отклика установлено на «медленное», а диапазон был установлен ниже (около «40»).

Как видите, средний уровень децибел по шкале А, показанный на измерителе звукового давления (41,2 дБ), ближе к показаниям портативного устройства (40,6 дБ). Приложение SPL также отображает максимальный уровень децибел 57,8 дБ. Это имеет смысл, потому что уровень шума меняется, когда автомобили проезжают по территории.

 

SPL Meter (dBC)

В этом четвертом примере я изменил некоторые настройки в приложении SPL Meter, чтобы измерять C-взвешенные децибелы с «быстрым» временем отклика. Опять же, я измеряю некоторый проходящий трафик.

Обратите внимание, что разрыв между показаниями измерителя BASX и уровнем дБн в приложении SPL Meter начинает увеличиваться. Уровень децибел показывает 43,7 дБА в приложении по сравнению с 40,3 дБА в BASX, с максимальным значением 66,0 дББ в приложении SPL Meter. Здесь вы начинаете видеть большую разницу между использованием показаний, взвешенных по С, и показаний, взвешенных по А, для низкочастотного шума.

 

Пример: шум мотоцикла

Давайте воспользуемся реальным примером громкого мотоцикла и заставим работать децибелловый считыватель, взвешенный по С. В этом примере сосед работает на очень старом и очень громком мотоцикле возле моего дома и пытается завести его несколько раз в день. Низкочастотный шум проникает сквозь наши закрытые окна с двойным остеклением. Я попытался записать, как это звучит в этом аудиофайле, хотя в реальности это звучит громче и определенно раздражает.

Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Насколько громко это было? Согласно приложению NIOSH (C-взвешенный), он составлял около 70 дБC с LCpeak 86,6 дБ. Мне это кажется правдоподобным и точно отражает громкость, которую я воспринимаю через закрытые окна. Именно здесь измерения с C-взвеской оказываются очень полезными, потому что A-взвешенные показания получаются значительно ниже (в диапазоне 50–60 дБ).

Вы можете задаться вопросом, почему я снова не включил сравнительную фотографию двух устройств рядом друг с другом. Это было просто потому, что я никогда не знал, когда двигатель мотоцикла может запуститься, и у меня не было достаточно времени, чтобы настроить фото.

 

В заключение

Если у вас ограниченный бюджет и вы только начинаете измерять шум, вы можете загрузить несколько приложений. Наилучшие варианты — это те, которые предлагают как минимум два режима измерения (взвешенный по шкале А и взвешенный по шкале С).

Используйте A-взвешенные настройки для воздушного шума, разговоров, удаленного шума и шума окружающей среды. Используйте C-взвешенные настройки для измерения глубоких низкочастотных шумов.

Вы можете купить шумомер онлайн, и есть из чего выбрать. Недорогие просты в использовании, но они менее настраиваемые и могут предлагать меньше опций. Переходя к среднему диапазону (более 200 долларов), вы найдете устройства с несколькими настройками, возможностью записи шума с течением времени и регистрации данных на смарт-карте или в Интернете. Переходя к высокому уровню, вы найдете такие инструменты, как Brüel & Kjaer 2245, который имеет очень длительное время автономной работы и может быть подключен через Bluetooth к вашему смартфону для эффективного управления.

Ознакомьтесь с выбранным вами измерительным инструментом и запишите свои результаты. С практикой вы начнете собирать надежные данные.

Я снял несколько коротких видеороликов, чтобы показать вам, как начать работу с измерителем децибел в приложении.

Во-первых, шумомер NIOSH:

Добавлено в 2022 году:

Демонстрационная версия приложения «Децибеллометр», доступная в App Store (iPhone и iPad).

Для получения дополнительной информации см.