background image

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami, 3 rok IŚ WGGiIŚ, Ćwiczenie nr 3 

 

KMiW, WIMiR AGH 

1

 
Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska 
Inżynieria Środowiska 
Przedmiot: Ochrona przed hałasem i wibracjami 
 
Ćwiczenie Nr 3. Analiza sygnałów wibroakustycznych w dziedzinie częstotliwości 
/Dr inż.Tadeusz Wszołek, (galaxy.uci.agh.edu.pl/~twszolek)/ 
 
1.  Wprowadzenie 

a)  Parametryzacja sygnału wibroakustycznego w dziedzinie częstotliwości 
b)  Filtry korekcyjne stosowane w pomiarach hałasu - A,B,C,D 
c)  Analiza 1/1 i 1/3 oktawowa 
d)  Analiza FFT 

2.  Program ćwiczenia: 

a)  Wizualizacja widm podstawowych sygnałów czasowych- sin, prostokąta i szumu 

białego 

b)  Obliczanie poziomu A i C z widma 1/3 oktawowego sygnału akustycznego 
c)  Charakterystyki korekcyjne drgań oddziaływujących na ludzi i budynki 

 
Ad.1.Wprowadzenie 
Parametryzacja sygnału wibroakustycznego w dziedzinie częstotliwości 

•  Filtry częstotliwościowe stosowane przy pomiarach hałasu A,B,C, definiowane wg 

IEC 804  oraz IEC 61672– tabela z wartościami korekcyjnymi filtrów w pasmach 1/3 
oktawowych dostępna na stronie www.. 

•  Analiza 1/1 i 1/3 oktawowa, wg ISO 1260. 

•  Analiza FFT ( Fast Fourier Transformation)  

Poziom dźwięku A i inne 
Najlepiej skorelowany z odczuciami subiektywnymi słyszalności dźwięku przez człowieka w 
zakresie poziomów 40-70 dB, odpowiada krzywej jednakowej słyszalności 40 fonów. 

 

Filtra A –Podstawowy filtr korekcyjny stosowany do pomiarów wszelkiego rodzaju hałasu, z 
wyjątkiem hałasów impulsowych. 

background image

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami, 3 rok IŚ WGGiIŚ, Ćwiczenie nr 3 

 

KMiW, WIMiR AGH 

2

Filtry B i C odpowiadają mniej więcej krzywym odpowiednio 70 i 100  fonów. Filtr B w 
praktyce b.rzadko stosowany, filtr C – stosowany do pomiarów hałasów o charakterze 
impulsowym, np. detonacji. 
Filtry D i E ( przez Stevensa) zostały utworzone do estymacji hałasów „widzialnych” i 
używany jest do pojedynczych zdarzeń akustycznych - hałasu lotniczego.  
Filtr SI  zalecany jest do pomiaru zakłóceń mowy ( zaproponowany przez Webster’a) 
 
Poziom dźwięku A możemy wyznaczyć z widma wg poniższej zależności: 

=

+

=

n

i

K

L

A

i

A

i

f

L

1

10

10

log

10

 

gdzie L

fi 

– poziom ciśnienia akustycznego w paśmie częstotliwości f

i

, dB 

n – liczba pasm częstotliwości, 
K

Ai

 – poprawka wg krzywej A dla częstotliwości f

i

, dB ( dane w tabeli na stronie www

 
Filtry o stałej względnej szerokości pasma – 1/1 i 1/3 oktawy 

g

d

śr

f

f

f

=

,    

n

n

d

g

f

f

1

2

2

=

=

 

gdzie:  
f

śr

 – częstotliwość środkowa filtra, 

n – część oktawy filtra, np. n=3 – filtr 1/3 oktawowy, n=12, filtr 1/12 oktawowy, 
f

d

, f

g

 – częstotliwości  odpowiednio dolna i górna filtra 

 
Filtr oktawowy, n=1: 

d

g

f

f

2

=

,  

d

d

d

śr

f

f

f

f

2

2

=

=

 

Filtr 1/3 oktawowy ( tercjowy), n=3: 

d

g

f

f

3

2

=

,  

d

d

d

śr

f

f

f

f

6

3

1

2

2

=

=

 

 
Względna szerokość pasma przenoszenia wyrażona w % 
Zależność ogólna 

%

100

śr

d

g

w

f

f

f

f

=

 

Filtr oktawowy: 

%

7

.

70

%

100

2

1

%

100

2

2

%

100

=

=

=

=

d

d

d

śr

d

g

w

f

f

f

f

f

f

f

 

Filtr tercjowy: 

%

1

.

23

%

100

2

2

%

100

6

1

3

1

=

=

=

d

d

d

śr

d

g

w

f

f

f

f

f

f

f

 

 

background image

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami, 3 rok IŚ WGGiIŚ, Ćwiczenie nr 3 

 

KMiW, WIMiR AGH 

3

Uwaga ogólna: 
Zadaniem filtracji jest rozdzielnie sygnału na co najmniej dwie składowe: 
•  Użyteczną  

•  Nieużyteczna (szum, zakłócenie) 
 
Ad 2. Program ćwiczenia 

•  Zapoznanie się z widmami częstotliwościowymi podstawowych sygnałów czasowych 

– sinus, prostokąt oraz biały szum – analizator Nor 840. 

•  Wykonanie pomiarów widma hałasu i drgań w pasmach 1/3 oktawowych w różnych 

położeniach mikrofonu oraz przetwornika drgań ( akcelerometra). 

 
Sprawozdanie 

•  Krótki opis zastosowanej aparatury oraz przebiegu ćwiczenia. 

•  W sprawozdaniu należy umieścić; 
•  widma badanych sygnałów czasowych – sinus,  prostokąt i biały szum 

•  wyniki pomiarów widma hałasu i przyspieszeń drgań w formie tabelarycznej i 

graficznej ( dane umieszczone będą na stronie www, skąd należy je pobrać

•  Porównanie obu struktur widmowych, poprzez wskazanie charakterystycznych 

częstotliwości w sygnale drganiowym i akustycznym. 

•  Wyniki pomiarowe drgań podane w skali logarytmicznej należy przeliczyć na 

wartości liniowe przyspieszeń drgań wg zależności 

 

)

100

(

1

,

0

10

=

ai

L

a

 [m/s

2

 
gdzie Lai – poziom przyspieszeń drgań, wyrażony w dB, w odniesieniu do 1 m/s

= 100 dB.   

( 0 dB=10

-5

 m/s

2

 ). 

 
Literatura uzupełniająca

[1]. Z.Engel – ochrona środowiska przed drganiami i hałasem, PWN, Warszawa 2003. 
[2]. A.Gołaś – Metody komputerowe w akustyce wnętrz i środowiska, Kraków AGH, 1995 r. 
[3]. Z.Żyszkowski – Miernictwo akustyczne, WNT, Warszawa 1987 r. 
[4]. F.A.Everest – podręcznik akustyki, Sonia Draga Sp. z o.o., Katowice, 2004. 
[5]. PN ISO 1996-1,2,3:1999. Akustyka. Opis i pomiary hałasu środowiskowego. 
[6]. R.Ciesielski, J.Kawecki, E.Maciąg – Ocena wpływu wibracji na budowle i ludzi w budynkach 

– Instytut techniki Budowlanej, Warszawa 1993. 

[7]. Normy PN-N/01355:1991 oraz ISO 8041