§ 39. Методы контроля и приборы для измерения шума, инфразвука и вибраций

Измерения шума на территории жилой застройки и общественной застройки производятся на высоте 1,2м от поверхности земли в точках, расположенных не ближе 2 м от стен зданий, а в самих помещениях - при открытых форточках не менее чем в трех точках помещения на высоте 1,2 м, удаленных на 1,2 м и более от стен.

При действии постоянного во времени шума измеряются уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука в дБА (шумомер включается в положение «медленно»). Нужно подчеркнуть, что последняя характеристика позволяет только сравнить шум с допустимым по нормам, т. е. констатировать его соответствие нормам или их превышение, в то время как знание октавных уровней звукового давления позволяет не только провести такое сравнение, но и грамотно разработать мероприятия по борьбе с шумом, поскольку известен частотный состав этого шума.

Измерения уровней звука непостоянного шума должны проводиться в течение наиболее шумных 30 мин с регистрацией уровней на ленте самописца или, беря отсчеты со шкалы шумомера через короткие интервалы времени (около 5 с), при этом импульсные шумы измеряются в положении «импульс» с отсчетом максимального показания стрелки шумомера. Для измерений шума используется как отечественная, так и зарубежная аппаратура (фирм RFT, ГДР и «Брюль и Къер», Дания). Шумомеры выпускаются следующих типов: в СССР - Ш-71, Ш-73, «Шум-1», ИШВ-1 (шумомер-спектрометр); в ГДР - RFT-00014 (PSM-101), 00017 (PSI-202), 00018, 00019, 00020, 00023, 00024; в Дании - БиК-2203, 2206, 2208, 2209, 2213.

Спектрометры и полосовые фильтры выпускаются: в СССР - ИШВ-1, ИШВ-М, ШВК-И, СИ-1; в ГДР - RFT-01003 (ТОА-101), 01004 (ТОА-111), 02012 (FSP-80), 01016 (OF-101), 01001 (OF-201).

Самописцы уровней выпускают следующих типов: в СССР -НПО; в ГДР - RFT-02013 (PSG-101), Дания 2306, 2307.

В практике измерения шума, особенно непостоянного во времени, могут применяться магнитофоны, с помощью которых исследуемый шум записывается на ферромагнитную ленту, а затем в лабораторных условиях расшифровывается. Измерения с использованием магнитофона производят следующим образом. Исследуемый шум измеряется по суммарному уровню шумомером, с выхода которого сигнал поступает на магнитофон и записывается. Перед измерением на магнитофон через шумомер подается с громкоговорителя калибровочный сигнал - чистый тон с определенным уровнем. Этот сигнал записывается, причем ручка усиления магнитофона фиксируется на время измерения в том же положении, при котором производилась запись калибровочного сигнала. Перед проведением и после измерений должна сниматься частотная характеристика магнитофона. Ценность этого метода заключается в том, что записанный шум можно подвергнуть любому частотному анализу, чего часто нельзя сделать на месте измерений. При анализе сигнал с магнитофона через соответствующие фильтры (октавные, 7з-ок-тавные) подается на быстродействующий самописец уровня для получения спектров шума, изменения уровня звука во времени. Для синхронизации, исследуемых процессов во времени в самописцах имеется вывод привода, к которому с помощью гибкого вала можно подсоединить внешние устройства, например спектрометры, включаемые в измерительную схему. Скорость пера и бумаги самописца выбираются в зависимости от быстроты изменения уровня исследуемого процесса.

Для оценки инфразвуковых колебаний могут быть использованы детекторы инфразвука. Наибольшую известность получили термомикрофон Такера, приемники инфразвука Б. В. Шулейкина (шар-зонд), фотоэлектрический приемник Инако Ицуо, химотронный приемник инфразвуковых давлений и др. Все названные устройства воспринимают отдельные компоненты инфразвука, выделяя основную частоту либо первые ее гармоники. Однако при современных условиях, когда требуется разработка мероприятий по защите от инфразвука, должно быть известно распределение инфразвуковых составляющих в спектрах производственных шу-мов. Поэтому необходимы приемники, обладающие высокой чувствительностью в широком диапазоне частот. Наилучшей с этой точки зрения является измерительная схема, составленная из следующих приборов: микрофона типа 4146 фирмы «Брюль и Къер», усилителя типа 2610, блока питания типа 2807, усилителя, магнитофона типа 7001. Однако следует иметь в виду, что непосредственная запись сигналов частотой ниже 50 Гц при обычной скорости вращения ленты весьма затруднительна, так как при низких частотах выходной сигнал головки воспроизведения уменьшается до уровня собственных шумов магнитофона. Р1звестную сложность представляет собой также коррекция частотной характеристики в области самых низких частот. Поэтому запись колебаний инфразвуковых частот чаще всего осуществляется способом частотной модуляции. Достоинство этого способа заключается в том, что сигналы инфразвуковых частот могут записываться любым магнитофоном. При этом сквозная амплитудно-частотная характеристика системы «запись - воспроизведение» определяется только характеристиками модулятора и демодулятора. При частотной модуляции записываемый инфразвуковой сигнал подается на вход модулятора, в котором модулирует несущую частоту, создаваемую находящейся в нем генераторной лампой. Чтобы получить сигнал в его первоначальном виде, напряжение, снимаемое с усилителя воспроизведения магнитофона, подается на вход демодулятора.

Наличие магнитной записи позволяет расшифровать записи, пользуясь различной анализирующей аппаратурой, неоднократно повторять сравнение и^. анализ. Кроме того, применяя при спектральном анализе кольца из магнитной ленты с записью исследуемых инфразвуковых колебаний, можно без ущерба для качества значительно сократить длительность записи при проведении эксперимента или же исследовать весьма кратковременные сигналы. Для расшифровки записанного сигнала используются анализаторы типа 2010, 2113, 2120 фирмы «Брюль и Къер».

Измерение уровня вибраций в октавных полосах со среднегеометрическими значениями от 31,5 до 8000 Гц может производиться той же измерительной аппаратурой, что и шум с заменой микрофона вибродатчиком. При использовании измерительного тракта фирмы «Брюль и Къер» применяются акселерометры типа 4332-4336, 4338, 4340. При необходимости в эту измерительную схему может быть введен интегратор типа ZR-0020. В этом случае могут быть определены не только уровни виброускорения, но и уровни виброскорости и вибросмещения.

При использовании измерительного тракта фирмы RFT в качестве вибропреобразователя используются пьезоэлектрические датчики Д13, Д17. В отечественном внброизмерительном комплекте ИШВ-1 имеются пьезоэлектрические датчики Д13, Д28. При измерениях вибраций в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями от 16 Гц и ниже применяется отечественная низкочастотная виброизмерительная аппаратура НВА-1 с датчиком пьезоэлектрического типа Д-19 и стрелочным индикатором либо измерительные тракты фирмы «Брюль и Къер» и RFT при условии замены уже названных октавных фильтров соответственно на фильтры 1614 и OF-201. Возможно также использование анализаторов спектра 2107 («Брюль и Къер») и Р-80 (RFT).

Для определения сверхнизких уровней низкочастотных вибраций зданий и сооружений используются датчики типа 8306 фирмы «Брюль и Къер».

Виброизмерительная аппаратура должна отвечать требованиям ГОСТ 20844-75.

Более подробные характеристики виброакустической аппаратуры, которая может быть использована при измерениях шума и вибраций, приведены в справочной литературе [14].