Desibeli on suhteellinen mittayksikkö, se ei ole samanlainen kuin muut tunnetut suureet, joten sitä ei sisällytetty yleisesti hyväksyttyjen SI-yksikköjen järjestelmään. Monissa laskelmissa on kuitenkin sallittua käyttää desibeleja absoluuttisten mittayksiköiden kanssa ja käyttää niitä jopa viitearvoina.
Desibelit määräytyvät fysikaalisiin suureisiin kuulumisen perusteella, joten niitä ei voida lukea matemaattisten käsitteiden ansioksi. Tämä on helppo kuvitella, jos vertaamme prosenttiosuuksia, joiden kanssa desibeleillä on paljon yhteistä. Niillä ei ole erityisiä mittoja, mutta ne ovat erittäin käteviä, kun verrataan kahta samannimistä arvoa, vaikka ne olisivat luonteeltaan erilaisia. Näin ollen ei ole vaikea kuvitella, mitä desibeleinä mitataan.
Esiintymishistoria
Kuten pitkien tutkimusten tuloksena kävi ilmi, herkkyys ei ole suoraan riippuvainen absoluuttisestaäänen leviämisen taso. Se on äänia altojen vaikutusalueella sijaitsevaan tiettyyn pinta-alayksikköön kohdistuvan tehon mitta, joka mitataan nykyään desibeleinä. Tuloksena muodostui omituinen suhde - mitä enemmän tilaa ihmiskorvan käyttöalueelle kuuluu, sitä paremmin se havaitsee minimitehon.
Siten tutkija Alexander Graham Bell onnistui toteamaan, että ihmiskorvan havaintoraja on 10-12 wattia neliömetriä kohti. Tuloksena saadut tiedot kattoivat liian laajan alueen, jota edusti vain muutama arvo. Tämä aiheutti jonkin verran haittaa, ja tutkijan oli luotava oma mitta-asteikko.
Alkuperäisessä versiossa nimettömässä asteikossa oli 14 arvoa - 0 - 13, missä ihmisen kuiskauksen arvo oli "3" ja puhekielellä - "6". Myöhemmin tätä asteikkoa käytettiin laaj alti, ja sen yksiköitä kutsuttiin belleiksi. Tarkempien tietojen saamiseksi logaritmisella asteikolla alkuperäistä yksikköä suurennettiin 10 kertaa - näin muodostui desibelit.
Yleistä tietoa
Ensinnäkin on huomattava, että desibeli on yksi kymmenesosa Belistä, joka on logaritmin desimaalimuoto, joka määrittää kahden potenssin välisen suhteen. Vertailtavien v altuuksien luonne valitaan mieliv altaisesti. Tärkeintä on, että noudatetaan sääntöä, joka edustaa vertailtavia tehoja yhtä suurena yksikkönä, esimerkiksi watteina. Tästä ominaisuudesta johtuen desibelimerkintöjä käytetään eri tavoinalueet:
- mekaaninen;
- sähkö;
- akustinen;
- sähkömagneettinen.
Koska käytännön soveltaminen osoitti, että Bel osoittautui melko suureksi yksiköksi, selvyyden vuoksi ehdotettiin sen arvon kertomista kymmenellä. Siten ilmestyi yleisesti hyväksytty yksikkö - desibeli, jolla ääni mitataan tänään.
Laajasta laajuudesta huolimatta useimmat ihmiset tietävät, että desibeleitä käytetään äänenvoimakkuuden määrittämiseen. Tämä arvo kuvaa ääniaallon intensiteettiä neliömetriä kohti. Siten äänenvoimakkuuden lisääminen 10 desibelillä on verrattavissa äänenvoimakkuuden kaksinkertaistamiseen.
Lainsäädännössä desibeli on tunnustettu huoneen melumäärän suunnitteluarvoksi. Se oli määrittelevä ominaisuus asuinrakennusten sallitun melutason laskennassa. Tämän arvon avulla voidaan mitata asunnon sallittu melutaso desibeleinä ja tarvittaessa tunnistaa rikkomukset.
Soveltamisala
Tänään tietoliikennesuunnittelijat käyttävät desibeliä perusyksikkönä vertaillessaan laitteen suorituskykyä logaritmisella asteikolla. Tällaisia mahdollisuuksia tarjoaa tämän arvon suunnitteluominaisuus, joka on eri tasojen logaritminen yksikkö, jota käytetään vaimennukseen tai päinvastoin tehonvahvistukseen.
Decibeliä käytetään laajasti modernin tekniikan eri aloilla. Mitä tänään mitataan desibeleinä? Nämä ovat eri määriä, jotka muuttuvatlaaja valikoima, jota voidaan soveltaa:
- tiedonsiirtoon liittyvissä järjestelmissä;
- radiotekniikka;
- optiikka;
- antennitekniikka;
- akustiikka.
Siten desibeleillä mitataan dynaamisen alueen ominaisuuksia, esimerkiksi niillä voidaan mitata tietyn soittimen äänenvoimakkuutta. Se avaa myös mahdollisuuden laskea vaimennettuja a altoja sillä hetkellä, kun ne kulkevat absorboivan väliaineen läpi. Desibeleillä voit määrittää vahvistuksen tai korjata vahvistimen tuottaman kohinaluvun.
Näitä mitoimattomia yksiköitä on mahdollista käyttää sekä toisen kertaluvun fysikaalisille suureille - energia tai teho että ensimmäisen kertaluvun - virta tai jännite -suureille. Desibelit antavat mahdollisuuden mitata kaikkien fyysisten suureiden välistä suhdetta, ja lisäksi ne vertaavat avullaan absoluuttisia arvoja.
Äänenvoimakkuus
Äänille altistumisen voimakkuuden fyysinen komponentti määräytyy käytettävissä olevan äänenpaineen tason perusteella, joka vaikuttaa kosketuspinta-alan yksikköön, joka mitataan desibeleinä. Melutaso muodostuu äänten kaoottisesta fuusiosta. Ihminen reagoi mataliin taajuuksiin tai päinvastoin korkeataajuisiin ääniin kuin hiljaisempiin ääniin. Ja keskitaajuiset äänet koetaan kovemmin samasta voimakkuudesta huolimatta.
Koska ihmiskorva havaitsee eri taajuuksilla ääniä epätasaisesti elektronisellaKantaan on luotu taajuussuodatin, joka pystyy välittämään vastaavan äänenvoimakkuuden dBa:ssa ilmaistulla mittayksiköllä – jossa "a" tarkoittaa suodattimen käyttöä. Tämä mittauksen normalisoinnin tulosten perusteella suodatin pystyy simuloimaan äänitason painotetun arvon.
Erilaisten ihmisten kyky havaita ääniä on äänenvoimakkuusalueella 10-15 dB, ja joissain tapauksissa jopa suurempi. Äänen voimakkuuden havaitut rajat ovat taajuudet 20-20 tuhatta hertsiä. Helposti havaittavissa olevat äänet sijaitsevat taajuusalueella 3-4 kHz. Tätä taajuutta käytetään yleensä puhelimissa sekä lähetyksissä keskipitkillä ja pitkillä aalloilla.
Vuosien mittaan havaittujen äänien alue kapenee, erityisesti korkeataajuusspektrissä, jossa herkkyys voi pudota 18 kHz:iin. Tämä johtaa yleiseen kuulon heikkenemiseen, joka vaikuttaa moniin iäkkäisiin ihmisiin.
Sallitut melutasot asuintiloissa
Desibelien avulla on mahdollista määrittää tarkempi meluasteikko ympäristön äänille. Se kuvastaa ominaisuuksia, jotka ovat tarkkoja verrattuna alkuperäiseen Alexander Bellin tuolloin luomaan asteikkoon. Lainsäädäntöelimet määrittelivät tällä asteikolla melutason, jonka normi on voimassa kansalaisten virkistyskäyttöön tarkoitetuissa asuintiloissa.
Siksi arvo "0" dB tarkoittaa täydellistä hiljaisuutta, joka aiheuttaa korvien soimista. Seuraava 5 dB:n arvo määrittää myös kokonaissummanhiljaisuus pienen äänitaustan läsnäollessa, joka hukuttaa kehon sisäiset prosessit. 10 dB:llä sumeat äänet erottuvat - kaikenlaiset kahinat tai kahinat lehdet.
15 dB:n arvo on hiljaisimpien äänien, kuten kellon tikityksen, alueella, ja se on selvästi kuultavissa. 20 dB:n äänenvoimakkuudella voit tunnistaa ihmisten huolellisen kuiskauksen metrin etäisyydeltä. 25 dB:n merkki antaa sinun kuulla selkeämmin kuiskatut keskustelut ja pehmytkudoskitkan kahinan.
30 dB määrittää kuinka monta desibeliä asunnossa saa olla yöllä ja sitä verrataan hiljaiseen keskusteluun tai seinäkellon tikitykseen. 35 dB:llä vaimea puhe kuuluu selvästi.
40 desibelin taso määrittää normaalin keskustelun äänen voimakkuuden. Tämä on riittävä äänenvoimakkuus, jonka avulla voit vapaasti kommunikoida huoneessa, katsella televisiota tai kuunnella musiikkikappaleita. Tämä merkki määrittää kuinka monta desibeliä asunnossa saa olla päivän aikana.
Työolosuhteissa sallittu melutaso
Verrattuna sallittuun melutasoon desibeleissä asunnossa, työssä ja toimistotoiminnassa työaikana sallitaan muutkin äänitasostandardit. Rajoituksia on eri järjestyksessä, selkeästi säännelty jokaiselle ammattityypille. Perussääntö näissä olosuhteissa on välttää melutasoja, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti ihmisten terveyteen.
toimistoissa
45 dB:n melutaso on kuultavissa olevalla alueella ja on verrattavissa poran tai poran ääneen.sähkömoottori. 50 dB:n melu on myös erinomaisen kuuluvuuden rajoissa ja on yhtä voimakas kuin kirjoituskoneen ääni.
55 desibelin melutaso pysyy erinomaisen kuultavuuden rajoissa, se voidaan esittää esimerkkinä usean ihmisen samanaikaisesta soinisesta keskustelusta. Tätä indikaattoria pidetään toimistotilojen hyväksyttävänä ylämerkkinä.
Karjataloudessa ja toimistotyössä
60 dB:n meluvoimakkuutta pidetään korkeana, tällainen melutaso löytyy toimistoista, joissa on useita kirjoituskoneita samanaikaisesti. 65 dB:n ilmaisinta pidetään myös korkeana, ja se voidaan tallentaa, kun tulostuslaitteisto on käynnissä.
Jopa 70 dB:n melutaso on edelleen korkea, ja sitä esiintyy karjatiloilla. Meluarvo 75 dB on kohonneiden melutasojen raja-arvo, se voidaan havaita siipikarjatiloilla.
Tuotannossa ja kuljetuksissa
80 dB:n arvolla tulee voimakkaan äänen taso, jolle pitkäaikainen altistuminen johtaa osittaiseen kuulon heikkenemiseen. Siksi tällaisissa olosuhteissa työskennellessä on suositeltavaa käyttää kuulosuojaimia. Myös 85 dB:n melutaso on kovan äänitason sisällä, jota voidaan verrata kutomatehtaan laitteiden toimintaan.
90 dB:n meluluku pidetään kovan äänen sisällä, tällainen melutaso voidaan rekisteröidä junan liikkuessa. Melutaso 95 dB saavuttaa kovan äänen äärirajat, tällainen melu voi ollakorjaa rullaavassa liikkeessä.
Meluraja
100 dB:n melutaso saavuttaa liian kovan äänen rajan, sitä voidaan verrata ukkonen. Työtä näissä olosuhteissa pidetään epäterveellisenä ja sitä tehdään tietyn palvelusajan puitteissa, jonka jälkeen henkilö katsotaan sopimattomaksi vaaralliseen työhön.
Kohinaarvo 105 dB kuuluu myös liian kovan äänen alueelle, tällaisen voiman melu syntyy koneella leikattaessa metallia. 110 dB:n melutaso pysyy liian kovan äänen rajoissa, tällainen ilmaisin tallennetaan helikopterin noustessa. Liian kovan äänen rajana pidetään 115 dB:n melua, jota hiekkapuhallus tuottaa.
120 dB:n melutasoa pidetään sietämättömänä, sitä voidaan verrata vasaran työhön. 125 dB:n melutasolle on tyypillistä myös sietämätön melutaso, tämä merkki saavutetaan lentokoneella heti alussa. Maksimimelutaso dB:nä pidetään rajana noin 130:ssa, jonka jälkeen alkaa kipukynnys, jota kaikki eivät kestä.
Kriittinen melutaso
Noin 135 dB:n meluvoimakkuutta ei voida hyväksyä, henkilö, joka joutuu tämän voimakkaan äänen vyöhykkeelle, saa kuorishokin. 140 dB:n melutaso johtaa myös kuorishokkiin eli suihkukoneen nousuun. 145 dB:n melutasolla sirpalekranaatti räjähtää.
Saavutetaan 150-155 dB:n kumulatiivisen ammuksen repeämä panssarihaarniskassa, tällaisen voiman ääni johtaaaivotärähdyksiä ja vammoja. 160 dB:n merkin yläpuolella äänisulku asettuu päälle, tämän rajan ylittävä ääni aiheuttaa tärykalvon repeämän, keuhkojen romahtamisen ja useita räjähdysvammoja, mikä aiheuttaa välittömän kuoleman.
Ei kuuluvien äänten vaikutus kehoon
Ääntä, jonka taajuus on alle 16 Hz, kutsutaan infrapunaksi, ja jos sen taajuus ylittää 20 tuhatta Hz, sellaista ääntä kutsutaan ultraääneksi. Ihmisen korvan tärykalvot eivät pysty havaitsemaan tämän taajuuden ääniä, joten ne ovat ihmisen kuuloalueen ulkopuolella. Desibelit, jolla ääntä mitataan nykyään, määräävät myös kuulumattomien äänten merkityksen.
Ihmiskeho sietää huonosti 5–10 Hz:n matalataajuisia ääniä. Tällainen vaikutus voi aktivoida toimintahäiriöitä sisäelinten toiminnassa ja vaikuttaa aivojen toimintaan. Lisäksi matalien taajuuksien voimakkuus vaikuttaa luukudokseen ja aiheuttaa nivelkipuja erilaisista sairauksista tai vammoista kärsivillä.
Ultraäänen päivittäisiä lähteitä ovat erilaiset ajoneuvot, ne voivat olla myös ukkosta tai elektronisten laitteiden toimintaa. Tällaiset vaikutukset ilmenevät kudosten kuumenemisena, ja niiden vaikutuksen voimakkuus riippuu etäisyydestä aktiiviseen lähteeseen ja äänen voimakkuudesta.
Julkisille työpaikoille on myös tiettyjä rajoituksia, joissa äänilähteet ovat kuulumattomalla alueella. Infrapunaäänen enimmäisintensiteetti on pidettävä 110:n sisällädBa, ja ultraäänen voimakkuus on rajoitettu 125 dBa:iin. Se on ehdottomasti kielletty jopa lyhyen aikaa alueilla, joilla äänenpaine ylittää 135 dB millä tahansa taajuudella.
Toimistolaitteiden ja suojausmenetelmien aiheuttaman melun vaikutus
Tietokoneen ja muiden organisaatiolaitteiden aiheuttama melu voi olla yli 70 dB. Tältä osin asiantuntijat eivät suosittele asentamaan suurta määrää näitä laitteita yhteen huoneeseen, varsinkin jos se ei ole suuri. Meluiset yksiköt suositellaan asennettavaksi sen huoneen ulkopuolelle, jossa on ihmisiä.
Melun vähentämiseksi viimeistelytöissä käytetään materiaaleja, joilla on melua vaimentavia ominaisuuksia. Lisäksi voit käyttää tiheästä kankaasta valmistettuja verhoja tai äärimmäisissä tapauksissa korvatulppia, jotka peittävät tärykalvot altistumiselta.
Tänään nykyaikaisten rakennusten rakentamisessa on käytössä uusi standardi, joka määrittää tilojen äänieristysasteen. Kerrostalojen seinien ja kattojen melunkesto on testattu. Jos äänieristystaso on alle hyväksyttävän rajan, rakennusta ei voida ottaa käyttöön ennen kuin ongelmat on korjattu.
Lisäksi he asettavat nykyään rajoituksia äänenvoimakkuudelle eri merkinanto- ja varoituslaitteille. Esimerkiksi palontorjuntajärjestelmissä varoitussignaalin äänenvoimakkuuden tulee olla välillä 75 dBa - 125 dBa.
