정확한 소음 측정을 위해 최고의 음압 레벨 미터를 선택하는 방법

음압 레벨 미터를 구입하는 것은 이상한 경험입니다. 12개의 장비는 거의 동일해 보이고 가격대가 저렴하며 모두 "높은 정확도"를 보장합니다. 실제로 귀하의 데이터가 정밀 조사를 통과하는지 여부를 결정하는 차이점은 제품 사진에서 거의 눈에 띄지 않습니다. 그들은 마이크 캡슐에, 기기가 승인된 허용 오차 등급, 정직하게 처리할 수 있는 주파수 범위, 그리고 측정이 끝나면 사용자에게 전달되는 정보에 살고 있습니다.

우리는 소음 및 진동 측정 체인을 구축하는 데 근무일을 소비하므로 우리의 견해는 실용적인 것입니다. 최고의 음압 레벨 측정기는 하나도 없으며 단지 장비와 작업 간에 가장 잘 일치하는 것뿐입니다. 이 가이드에서는 이러한 계측기가 실제로 측정하는 것이 무엇인지, 클래스 1과 클래스 2 구별이 어떻게 작동하는지, 휴대용 측정기로는 충분하지 않은 경우, 결정하기 전에 어떤 사양에 주의를 기울여야 하는지를 안내합니다.

음압 레벨 미터가 실제로 측정하는 것

소리는 기압의 빠르고 작은 변동입니다. 조용한 사무실의 배경은 공기를 몇 분의 1 파스칼로, 일상적인 대화를 수백 분의 1 파스칼로, 근거리의 제트 엔진을 수십 파스칼로 움직인다. 이 범위는 수백만 대 1에 달하기 때문에 20마이크로파스칼(μPa)의 기준 압력으로 로그 단위인 데시벨로 압축됩니다. 이는 젊고 건강한 귀가 감지할 수 있는 가장 조용한 1kHz 톤입니다.

가격이 무엇이든 모든 음압 레벨 미터에는 동일한 4개의 블록이 포함되어 있습니다. 마이크 캡슐은 압력을 매우 작은 전압으로 변환합니다. 프리앰프는 잡음을 추가하지 않고 전압을 버퍼링하고 케이블을 구동합니다. 변환 및 처리 전자 장치는 신호에 주파수 가중치와 시간 가중치를 적용합니다. 디스플레이, 메모리 카드 또는 네트워크 링크는 결과를 장비 외부로 전달합니다. 저렴한 측정기와 실험실 체인 사이의 변화는 아키텍처가 아니라 각 블록이 얼마나 충실하게 작동하는지, 그리고 원래 신호를 얼마나 유지할 수 있는지입니다.

하나의 숫자만 표시하는 측정기는 귀하를 대신하여 내려진 수많은 결정을 숨기고 있습니다. 모델을 비교하기 전에 사양서에 있는 용어를 숙지하는 것이 도움이 됩니다.

• SPL(dB re 20μPa): 순간적인 음압 수준, 사람들이 소리가 얼마나 큰지 물을 때 의미하는 숫자입니다.
• A-가중치: 인간의 청각을 모방하는 방식으로 저주파를 감쇠시키는 필터; 이는 거의 모든 환경 및 작업장 소음 제한의 기초입니다.
• C-가중치 및 Z(평평): 더 무거운 저주파 콘텐츠 및 전혀 가중치 없음. 피크 레벨, 장비 테스트 및 장비의 의견을 데이터에 포함시키지 않으려는 모든 분석에 사용됩니다.
• 시간 가중치: 표시된 레벨이 변화하는 신호를 얼마나 빨리 따르는지 제어하는 고속, 저속 및 임펄스 응답 곡선.
• 르크: 등가 연속 수준, 명시된 기간 동안의 에너지 평균, 단일 순간보다 변동하는 소스에 대한 훨씬 더 나은 요약을 제공합니다.
• Lmax, Lmin 및 Lpeak: 디스플레이가 따라갈 수 있는 것보다 훨씬 빠른 검출기에서 피크를 측정한 극단적인 경우입니다.
• 옥타브 및 세 번째 옥타브 밴드: 주파수별로 레벨을 분할합니다. 이는 음조 소스를 식별하거나 결과를 소음 등급 곡선과 비교하는 데 필요합니다.
• 통계 수준(L10, L50, L90): 교통 및 지역사회 소음 평가에 널리 사용되는 측정 기간의 10%, 50%, 90% 수준을 초과했습니다.

해당 목록의 첫 번째 항목만 보고하는 도구가 선별 도구입니다. 며칠 동안 계속 작동할 수 있을 만큼 충분한 메모리와 배터리 수명을 갖춘 모든 것을 보고하는 장비가 모니터링 장비입니다. 두 가지 중 실제로 필요한 것을 결정하는 것이 첫 번째 정직한 구매 결정입니다.

장비를 작업에 일치시키기

동일한 측정 원리가 매우 다른 작업에 적용되며, 작업에 따라 하드웨어에 대한 요구 사항도 달라집니다. 대부분의 구매 실수는 한 가지 작업에는 탁월하지만 실제 작업에는 부적합한 도구를 선택하는 데서 발생합니다.

정확도 등급: 등급 1, 등급 2 및 실험실 체인

IEC 61672-1은 소음 측정기에 대한 두 가지 성능 등급을 정의합니다. 클래스 1 장비는 클래스 2 장비보다 더 넓은 주파수 범위에 걸쳐 더 엄격한 허용 오차를 유지해야 하며, 두 클래스 모두 유형 승인을 통해 검증되고 많은 국가에서 개별 장비에 대한 정기적인 검증을 거칩니다. 클래스 1은 일반적으로 규정 준수 보고, 법적 분쟁, 제품 선언 등 결과에 이의가 있을 수 있는 모든 곳에서 예상되는 반면, 클래스 2는 일반 조사, 심사 및 내부 점검에 적합합니다.

그러나 클래스 라벨은 미터를 설명합니다. 얼마나 잘 사용했는지, 마이크가 어떻게 장착되었는지, 당일 측정 체인이 검증되었는지 여부는 아무 것도 알려주지 않습니다. 바람이 불 때 앞유리 없이 잘못된 지점을 겨냥한 클래스 1 미터는 조심스럽게 사용한 클래스 2 미터보다 더 나쁜 데이터를 생성합니다.

세 번째 경로(동적 신호 분석기에 신호를 공급하는 측정 마이크)는 완전히 휴대용 수업 시스템 외부에 있습니다. 정확성은 캡슐, 프리앰프, 케이블링, 디지타이저 및 교정 등 전체 체인의 속성입니다. 이는 귀하에게 자유를 제공하는 동시에 추적성에 대한 책임이 귀하에게 있음을 의미합니다.

마이크는 미터보다 더 많은 것을 결정합니다.

이 기사에서 한 가지 아이디어를 빼면 다음과 같습니다. 대부분의 실제 상황에서 마이크 캡슐과 프리앰프는 전자 장치가 측정 품질을 제한하기 훨씬 전에 측정 품질을 제한합니다. 일반 디지타이저 앞에 잘 어울리는 프리앰프가 있는 정밀 캡슐은 평범한 캡슐에 의해 공급되는 우수한 디지타이저보다 항상 성능이 뛰어납니다.

측정 콘덴서 마이크가 직경으로 지정되는 이유는 다음과 같습니다. 1/2인치 캡슐은 감도와 고주파 동작 사이에서 적절한 절충안을 제공하는 반면, 1/4인치 캡슐은 높은 사운드 레벨과 제한된 공간에서 더 넓고 평탄한 응답과 더 나은 성능을 위해 감도를 희생합니다. 다양한 음향 환경에 맞는 자유장, 압력 및 무작위 입사 버전; 잘못된 것을 선택하면 고주파수에서 수십 데시벨의 오류가 발생하며 이는 실험실 간 결과를 비교할 때 중요합니다.

양극화는 또 다른 결정입니다. 외부 극성 마이크에는 별도의 200V 공급 장치가 필요하며 탁월한 장기 안정성을 제공합니다. 사전 극성화(CCP/IEPE) 유형은 간단한 정전류 공급 장치에서 작동하므로 캡슐, 프리앰프 및 전원 배열이 일치하여 교정하는 감도가 측정하는 감도가 되도록 자체 음향 콘덴서 마이크 제품군을 포함한 최신 데이터 수집 하드웨어와 쉽게 통합됩니다.

마이크에서 데이터까지: 분석기가 추가하는 것

휴대용 측정기는 의도적으로 정보를 버립니다. 대부분은 시간에 대한 레벨을 계산하고 요약만 유지합니다. 동적 신호 분석기는 그 반대입니다. 즉, 마이크에서 교정된 원시 파형을 저장하여 밴드 레벨, 스펙트럼, 음조, 충동성, 기계 속도와의 상관 관계 등 모든 이후 질문에 대해 두 번째 현장 방문 없이 동일한 기록에서 답변할 수 있습니다.

요구사항은 간단합니다. 아날로그 프런트 엔드는 마이크에 정전류 전력(일반적으로 18~24V에서 수 밀리암페어)을 공급해야 합니다. 아날로그-디지털 변환기는 마이크와 가속도계 간의 위상 관계가 유지되도록 모든 채널에서 동시 샘플링이 가능한 24비트여야 합니다. 샘플링 속도는 관심 있는 최고 주파수의 두 배를 초과해야 하며, 실제로 충동적인 이벤트를 캡처하거나 재생을 위해 파형을 재사용하려는 경우에는 그보다 훨씬 더 많은 마진이 필요합니다. 최대 256kHz로 샘플링하는 ZTU8301C와 같은 고속 단일 채널 장비는 마이크를 전체 측정 스테이션으로 바꾸는 도구입니다.

ZT-U8301C 256kHz 단일 채널 동적 신호 분석기 마이크를 측정 스테이션으로 전환하기 위한 256kHz 샘플링, IEPE 전력 및 앤티앨리어싱 필터링 기능을 갖춘 USB 24비트 단일 채널 분석기입니다. 제품보기 →

범용 장비가 어디에서 끝나고 정품 분석기가 시작되는지 아직 확신할 수 없다면 이 짧은 설명을 참조하십시오. 동적 신호 분석기가 기존 계측기와 어떻게 다른지 시작하기에 유용한 곳입니다.

마이크 하나로 충분하지 않을 때

많은 소음 문제는 단일 지점에서 해결될 수 없습니다. 대형 기계에서 소스 찾기, 차량 주변의 음장 매핑, 지나가는 소음 측정, 공장 주변의 여러 위치 모니터링은 모두 동시에 기록된 많은 채널에 따라 달라집니다. 유용한 정보는 채널 간의 차이에 있기 때문에 채널 간 위상 일치가 절대 정확도보다 더 중요해집니다.

채널 수와 데이터 처리량이 캡슐 사양을 대신하는 곳입니다. 기가비트 이더넷을 통해 스트리밍되는 32개 채널을 갖춘 ZTG9232I와 같은 카드 기반 분석기는 한 번에 전체 구조의 동기식 스냅샷을 제공하고 동일한 하드웨어가 음향 어레이와 일반적으로 동반되는 가속도계 채널을 모두 제공할 수 있게 해줍니다.

ZT-G9232I 32채널 기가비트 이더넷 동적 신호 분석기 다중 지점 진동 및 소음 모니터링에서 동기식 전압, IEPE 및 변형률 수집을 위한 32채널, 24비트 이더넷 분석기입니다. 제품보기 →

다중 지점 작업의 경우 채널 예산만큼 신중하게 케이블 연결 및 녹음 시간 예산을 책정하세요. 높은 샘플링 속도의 32채널 레코드는 스토리지를 놀랍도록 빠르게 채우고, 트리거, 사전 트리거 및 세그먼트 레코딩 기능은 원시 대역폭보다 더 중요한 경우가 많습니다.

교정, 추적성 및 현장 확인

모든 음향 측정 체인은 표류하므로 중요한 모든 결과는 보호되어야 합니다. 루틴은 간단합니다. 측정 직전에 마이크에 음향 교정기를 적용하고 측정 직후에 다시 적용합니다. 두 수표가 작은 차이 내에서 일치하면 체인은 해당 기간 동안 안정적인 것으로 간주됩니다. 그들이 동의하지 않으면 스펙트럼이 얼마나 우아해 보이는지에 관계없이 그들 사이의 데이터는 의심스럽습니다.

필드 교정기는 일반적으로 장착된 마이크에서 1kHz에서 94dB 및 114dB를 생성하며, IEC 60942에 지정된 클래스 1 교정기는 클래스 1 측정 체인의 적절한 동반자입니다. 일일 점검 외에도 기기와 마이크는 검증을 위해 정해진 간격으로 실험실로 돌아가야 합니다. 그래야 결과 추적성이 3년 동안 조용히 표류한 기기에 의존하지 않습니다.

• 환경 수정. 온도, 습도 및 정압은 모두 캡슐 감도에 영향을 미치며 편안한 실험실보다는 작동 범위의 극단에서 가장 큰 영향이 나타납니다.
• 앞유리. 야외에서는 앞유리가 필수적입니다. 삽입 효과는 작지만 0은 아니며 결과가 데시벨의 일부로 보고될 때 이를 고려해야 합니다.
• 배경 소음. 관심 소스가 배경보다 몇 데시벨만 높은 경우 측정된 레벨은 부분적으로 배경입니다. 표준 관행은 차이가 작을 때 수정을 적용하고 소스가 배경을 거의 초과하지 않을 때 측정을 폐기하는 것입니다.
• 장착 및 방향. 작업자, 삼각대 또는 접지면의 반사는 장비 자체의 정확도 등급을 초과할 수 있습니다.

휴대용 미터 또는 측정 체인? 결정 경로

세 가지 질문에 솔직하게 대답하면 일반적으로 선택은 저절로 해결됩니다. 공식적인 맥락에서 숫자를 방어해야 합니까? 단순히 수량화하는 것이 아니라 소스를 이해해야 합니까? 지금부터 6개월 후에 이 데이터에 대해 새로운 질문을 하는 사람이 있을까요?

• "아니오"로 답한 2~3개는 주의 깊게 사용하고 교정기로 점검한 클래스 2 휴대용 측정기를 나타냅니다.
• 공식적인 방어 가능성에 대한 "예"는 로깅 및 문서화된 검증 기록이 있는 클래스 1 장비를 가리킵니다.
• 소스 이해 또는 향후 재분석에 대한 "예"는 원시 신호가 보존되는 마이크 및 분석기 체인을 가리킵니다.

많은 팀은 신속한 조사를 위한 휴대용 측정기와 보고서 생성을 위한 측정을 위한 채널 기반 시스템이라는 두 가지 모두를 사용하게 됩니다. 귀하의 작업이 소음과 진동을 함께 포괄하는 경우, 두 측면이 단일 아키텍처에 어떻게 들어맞는지 검토해 볼 가치가 있습니다. 진동 및 동적 테스트 시스템 공유 센서, 공유 수집 및 공통 분석 환경을 중심으로 구축되었습니다.

구매 전 확인해야 할 사양

다음 목록은 브랜드나 가격대에 관계없이 모든 후보 악기에 적용할 목록입니다. 순서대로 작업하면 대부분의 부적합 모델은 자동으로 제거됩니다.

1. 마이크 유형 및 직경. 캡슐이 자유장, 압력 또는 무작위 발생인지 여부와 사전 분극 또는 외부 분극 여부를 확인합니다.
2. 주파수 범위. 기기가 단지 숫자만 생성하는 범위가 아니라, 명시된 공차가 실제로 적용되는 범위를 확인하십시오.
3. 다이내믹 레인지 및 자체 잡음. 넓은 범위는 최저 예상 수준에 맞게 저음이 정말 조용할 경우에만 유용합니다.
4. 가중치 및 시간 상수. A, C 및 Z 가중치와 Fast, Slow 및 Impulse는 대부분의 표준 기반 작업을 포괄합니다.
5. 데이터 로깅 및 메모리. 기기가 보관할 수 있는 무인 녹음 일수와 데이터 검색 방법을 결정합니다.
6. 샘플링 속도 및 비트 심도. 분석 작업의 경우 모든 채널에서 24비트 변환 및 동시 샘플링을 찾으십시오.
7. 입력 유형 및 센서 전원. 긴 케이블에 적합한 정전류 공급을 갖춘 전압, IEPE 및 충전 입력을 통해 옵션을 열어두세요.
8. 채널 수. 상상할 수 있는 가장 작은 치수가 아닌 현실적으로 기대하는 가장 큰 치수로 구매하십시오.
9. 인터페이스 및 동기화. 휴대용 단일 장치 작업을 위한 USB; 영구 설치 및 다중 장치 동기화를 위한 이더넷.
10. 소프트웨어 및 수출. 전용 변환기 없이 보고 워크플로에서 이미 사용하고 있는 형식으로 결과를 내보낼 수 있는지 확인하세요.
11. 교정 경로. 캡슐이 표준 현장 교정기로 교정되고 실험실에서 검증될 수 있는지 확인하십시오.
12. 환경 보호. 실외 및 산업용으로 사용하려면 충족하는 조건에 맞는 등급의 커넥터, 하우징 및 케이블링이 필요합니다.

음압 측정이 잘못된 경우

충분한 현장 방문 후에는 동일한 소수의 오류가 계속해서 나타나며, 그 중 어느 것도 잘못된 클래스로 인해 발생한 오류는 아닙니다.

• 앞 유리 없이 산들바람 속에서 측정한 다음 왜 저주파 레벨이 부풀려지는지 궁금합니다.
• 소스와 마이크 사이에 서서 소스가 아닌 반사를 측정합니다.
• 배경보다 몇 데시벨 높은 수준만 녹음하고 마치 소스만 있는 것처럼 보고합니다.
• A-가중치가 덜 강조되도록 설계된 저주파 문제를 조사하기 위해 A-가중치 데이터를 사용합니다.
• 단일 Leq 값이 충격 소스를 설명할 수 없다는 점을 잊어버리고 피크 측정을 완전히 생략합니다.
• 조사가 끝날 때가 아닌 시작 시에 교정하므로 그 사이의 시간 동안에는 체인을 확인할 수 없습니다.
• 요약 수준만 기록한 다음 나중에 흥미로운 질문에 파형이 필요하다는 사실을 발견했습니다.

더 많은 비용을 지출하는 것이 아니라 데이터가 대답해야 하는 내용을 미리 결정하여 이러한 문제 중 얼마나 많은 문제가 해결되는지 확인하십시오. 한 페이지 길이로 짧게 작성된 측정 계획으로 대부분의 문제를 예방할 수 있습니다.

소음과 진동을 함께 가져오다

실제로 음압은 단독으로 도달하는 경우가 거의 없습니다. 시끄러운 기계는 일반적으로 진동하기도 하며 두 측정값은 동일한 질문의 서로 다른 절반에 대한 답을 제공합니다. 마이크는 운영자가 듣는 내용을 포착합니다. 가속도계와 힘 센서는 에너지가 어디서 오는지, 에너지가 소음으로 방출되기 전에 구조물을 통해 어떻게 이동하는지를 보여줍니다.

획득 하드웨어가 공유되기 때문에 소음 측정에 진동 채널을 추가하는 데 드는 한계 비용은 적습니다. 동일한 분석기가 마이크, 가속도계 및 힘 채널을 동시에 기록하므로 주문 추적, 모달 분석 및 전송 경로 연구가 모두 단일 세션에서 캡처된 데이터에서 실행됩니다. 음향 측정에 교정 인증서가 필요한 경우 진동 채널에는 자체 교정 경로가 필요하며 기계 작동을 시작하기 전에 두 채널을 함께 검증하면 이점이 있습니다.

자주 묻는 질문

클래스 1 미터가 항상 더 나은 선택입니까?

자동으로 아닙니다. 클래스 1은 더 엄격한 허용 오차와 더 넓은 검증된 주파수 범위를 제공하며, 이는 결과를 공식적으로 방어해야 할 때 필수적입니다. 일상적인 선별 및 내부 비교를 위해 주의 깊게 사용된 클래스 2 장비는 완벽하게 유용한 수치를 생성합니다. 두 클래스 중 하나를 신뢰할 수 있게 만드는 것은 교정 규율과 합리적인 측정 관행입니다.

스마트폰 애플리케이션이 음압 레벨 미터를 대체할 수 있습니까?

전화 마이크는 측정용이 아닌 음성용으로 설계되었습니다. 주파수 응답이 고르지 않고 자동 게인 제어가 활성화될 수 있으며 절대 감도를 추적할 수 없습니다. 전화 애플리케이션은 공간이 시끄러운지 여부를 대략적으로 표시하고 보고서에 기록할 필요가 없는 경우에 유용합니다.

체인을 얼마나 자주 보정해야 합니까?

매 측정 세션 전후에 예외 없이 현장 점검을 실시합니다. 품질 시스템이나 근무 규정에 따라 정의된 간격으로 기기와 캡슐을 실험실에서 검증합니다. 필드 검사가 허용 한계를 벗어나면 전체 세션을 의심스러운 것으로 간주합니다.

옥타브 밴드 데이터가 정말 필요한가요?

단지 소음이 얼마나 큰지보다는 소음이 무엇인지 알아야 한다면 그렇습니다. 단일 A 가중치 수준은 문제가 음조, 저주파 또는 광대역인지 여부에 대해 아무 것도 나타내지 않으며 완화 전략은 각 경우에 완전히 다릅니다. 대역 데이터는 대부분의 소음 등급 체계가 작성되는 기준이기도 합니다.

좋은 음압 레벨 미터의 가격은 얼마입니까?

가격은 브랜드보다는 기능을 추적합니다. 스크리닝 측정기, 클래스 1 로깅 장비 및 다중 채널 분석 체인은 명확하게 구분된 세 개의 예산 브래킷에 위치하며, 결정 요인은 어떤 브래킷이 답변해야 하는 질문과 일치하는지입니다. 귀하에게 필요한 것보다 한 가지 수업을 구입하는 것은 저렴합니다. 그 아래의 한 클래스를 구입하는 것은 일반적으로 작업을 반복하는 것을 의미합니다.

최고의 음압 레벨 미터를 찾는 것은 실제로 측정 의도에 대한 질문입니다. 데이터가 무엇을 증명해야 하는지, 얼마나 오래 유지되어야 하는지, 누가 재검토할지 결정하면 사양 시트를 훨씬 쉽게 읽을 수 있습니다. 캡슐을 먼저 선택하고 변환 전자 장치를 두 번째로 선택한 다음 엔클로저를 마지막으로 선택하십시오. 그런 다음 생성되는 단일 숫자를 신뢰하기 전에 전체 체인을 보정하십시오. 이러한 사고 방식은 교량, 기계실, 실험실, 건설 현장 전반에서 우리에게 큰 도움이 되었으며 귀하에게도 큰 도움이 될 것입니다.