Шумомер

Шумомер — это измерительный прибор, предназначенный для объективного измерения уровня звука (звукового давления) в децибелах (дБ). Шумомеры относятся к классу акустических измерительных средств и используются для оценки шумового загрязнения окружающей среды, контроля параметров шума на рабочих местах, в жилых и общественных зданиях, а также в научных исследованиях и промышленности.

История

Первые попытки количественной оценки шума относятся к началу XX века. В 1920-х годах в США и Европе начали разрабатываться устройства для измерения громкости звука. Значительный вклад в развитие шумомеров внёс американский инженер и физик Артур Х. Дэвис, который в 1936 году создал один из первых коммерческих приборов — «Sound Level Meter Type 759» компании General Radio. Этот прибор имел взвешивающий фильтр, приближающий его чувствительность к характеристикам человеческого слуха.

В 1940-х годах, с развитием авиации и промышленности, потребность в стандартизации измерений шума возросла. В 1951 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) опубликовала первый международный стандарт на шумомеры — IEC 123. В СССР первые государственные стандарты на шумомеры (ГОСТ 17187-71) были введены в 1971 году. С тех пор приборы прошли путь от громоздких ламповых устройств до компактных цифровых моделей с микропроцессорным управлением.

Устройство и принцип действия

Шумомер состоит из нескольких ключевых компонентов:

Микрофон: Преобразует акустические колебания (звуковое давление) в электрический сигнал. В современных шумомерах используются конденсаторные (электретные) или пьезоэлектрические микрофоны, обеспечивающие высокую точность и широкий частотный диапазон.
Усилитель: Усиливает слабый электрический сигнал от микрофона до уровня, достаточного для последующей обработки.
Частотные фильтры (коррекция): Набор электронных фильтров, имитирующих частотную чувствительность человеческого уха. Наиболее распространены стандартные взвешивающие кривые:
A (дБА): Коррекция, приближенная к восприятию тихих и средних звуков. Используется для большинства измерений шума окружающей среды и на рабочих местах.
C (дБС): Коррекция, охватывающая более широкий диапазон частот (включая низкие). Применяется для оценки пиковых уровней шума, например, от взрывов или ударов.
Z (дБZ): Линейная (zero) коррекция без взвешивания, используется для объективных акустических измерений без учета особенностей слуха.
Детектор: Определяет уровень сигнала (среднеквадратичное значение, RMS) и преобразует его в постоянное напряжение.
Индикатор: Отображает результат измерения. В аналоговых приборах — стрелочный индикатор, в цифровых — жидкокристаллический дисплей (LCD) или светодиодный (LED). Современные шумомеры часто оснащены цифровым выходом (USB, Bluetooth) для передачи данных на компьютер.
Блок питания: Обеспечивает работу прибора от батарей или аккумуляторов.

Принцип действия: Микрофон воспринимает звуковое давление, которое преобразуется в электрический сигнал. Сигнал усиливается, проходит через выбранный частотный фильтр (A, C или Z), затем детектируется (вычисляется RMS-значение) и отображается на индикаторе в децибелах.

Классификация

Шумомеры классифицируются по нескольким признакам.

По точности (классам)

Согласно международным стандартам (МЭК 61672-1) и российским ГОСТам (ГОСТ 17187-2010), шумомеры делятся на два основных класса точности:

Класс 1 (прецизионные): Обеспечивают высокую точность измерений (погрешность не более ±0,5 дБ). Используются в лабораторных условиях, для сертификационных испытаний, научных исследований и в метрологических службах. Требуют регулярной калибровки.
Класс 2 (общепромышленные): Имеют меньшую точность (погрешность до ±1,0 дБ). Предназначены для практических измерений на производстве, в строительстве, при контроле шума на рабочих местах и в быту. Более доступны по цене и проще в эксплуатации.

По функциональным возможностям

Аналоговые: Устаревшие модели со стрелочным индикатором. Обеспечивают визуальное считывание, но менее точны и не имеют памяти.
Цифровые: Современные приборы с цифровым дисплеем, памятью для хранения результатов, возможностью подключения к компьютеру и встроенными функциями анализа (например, статистическая обработка, спектральный анализ).
Интегрирующие (среднеквадратичные): Измеряют эквивалентный уровень звука за определенный промежуток времени (Leq). Используются для оценки шума от транспорта, промышленных предприятий и в жилых зонах.
Спектроанализаторы: Позволяют измерять уровень звука в отдельных частотных полосах (октавных, третьоктавных). Применяются для выявления источников шума и разработки мер по его снижению.
Дозиметры шума: Персональные носимые устройства, измеряющие суммарную дозу шума, воздействующую на человека за рабочую смену. Используются в охране труда.

Применение

Шумомеры находят широкое применение в различных сферах:

Охрана труда и промышленная безопасность: Контроль уровня шума на рабочих местах для соблюдения санитарных норм (СанПиН 1.2.3685-21 в РФ). Превышение допустимых уровней (например, 80 дБА в течение 8 часов) требует применения средств индивидуальной защиты (СИЗ) и разработки шумопонижающих мероприятий.
Экологический мониторинг: Измерение шумового загрязнения в городах, вблизи автомагистралей, аэропортов, железных дорог и промышленных зон. Данные используются для оценки воздействия на здоровье населения и разработки градостроительных решений.
Строительство и акустика: Оценка звукоизоляции ограждающих конструкций, акустических свойств помещений (концертных залов, студий звукозаписи), контроль шума от строительного оборудования.
Научные исследования: Изучение акустических свойств материалов, распространения звука в различных средах, воздействия шума на биологические объекты.
Бытовая сфера: Измерение уровня шума от бытовой техники, систем вентиляции, музыкальных инструментов, а также для решения споров с соседями (например, о превышении допустимого уровня шума в ночное время).

Нормативные требования

В Российской Федерации требования к шумомерам и методикам измерения шума регламентируются следующими документами:

ГОСТ 17187-2010 (IEC 61672-1:2002): «Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний».
СанПиН 1.2.3685-21: «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». Устанавливает предельно допустимые уровни шума для различных помещений (например, для жилых комнат — 55 дБА днём, 45 дБА ночью).
СН 2.2.4/2.1.8.562-96: «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
Методические указания МУК 4.3.2194-07: «Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях».

Интересные факты

Человеческое ухо способно воспринимать звуки в диапазоне от 0 дБ (порог слышимости) до 120-130 дБ (болевой порог). Шумомеры, как правило, измеряют уровни от 20 до 140 дБ.
Самый тихий звук, который может быть зафиксирован современным шумомером класса 1, составляет около 10 дБ — это шелест листьев в безветренную погоду.
В некоторых странах (например, в Японии) существуют специальные «шумомеры-свидетели» — устройства, которые устанавливаются в квартирах для фиксации нарушений тишины и используются в судебных разбирательствах.
Первый портативный шумомер, пригодный для полевых измерений, был создан в 1936 году компанией General Radio (США) и весил около 10 кг.

Источники

ГОСТ 17187-2010 (IEC 61672-1:2002). Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний.
СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания.
СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.
МУК 4.3.2194-07. Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях.
International Electrotechnical Commission (IEC). IEC 61672-1:2013. Electroacoustics — Sound level meters — Part 1: Specifications.
История развития шумомеров. Журнал «Акустический вестник», 2015, № 4.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →