นิยามของเสียง และ Parameter ต่างๆของงานวัดระดับเสียง ในงานสิ่งแวดล้อม
Sound Pressure Level; SPL (ความดันเสียง)
คือ ความดันของอากาศที่มีการเปลี่ยนแปลงไปจากความดันปกติขณะไม่มีคลื่นเสียง โดยทั่วไป Range ของเสียงที่มนุษย์สามารถรับรู้ได้ในกรณีที่เป็นหน่วยความดันจะอยู่ที่
20 mPa – 200,000,000 mPa at 1000 Hz.
การแปลงหน่วยของ Pressure ที่เป็นความดัน มาเป็น dB ทำได้ดังตัวอย่างต่อไปนี้
กำหนดให้
P = Sound pressure
P0 = reference sound pressure = 20 mPa อ้างอิงจากระดับความดันเสียงเริ่มต้นที่มนุษย์สามารถได้ยิน
เดซิเบล (Decibel; dB)
คือ หน่วยวัดที่แปลงมาจากค่าระดับความดันเสียงโดยใช้สเกลของลอการิทึม ซึ่งเป็นการนิยามหน่วยโดยใช้ชื่อมาจาก Alexander Graham Bell และในสาขาอคูสติกส์ หน่วยของ dB จะถูกใช้ในการวัดค่าทางเสียงซึ่งมีการแปลงขนาดของตัวเลขให้เล็กลงมาจากค่าของ Pressure ซึ่งมีหน่วยเป็นความดัน ทำให้เข้าใจง่ายยิ่งขึ้น
ความถี่เสียง (Frequency of Sound)
ความถี่ของเสียงมีหน่วยเป็น (เฮิสต์) Hz หรือ รอบต่อวินาที
โดยทั่วไปแล้วมนุษย์จะสามารถตอบสนองความถี่เสียงในช่วง 20Hz ถึง 20,000Hz และเมื่ออายุมากขึ้นความสามารถในการรับรู้ในความถี่สูงจะลดลง
Frequency Weighing (การถ่วงน้ำหนักความถี่)
ในการวัดค่าระดับเสียงนั้นจะมีการกรองหรือถ่วงน้ำหนักของความถี่ตามวัตถุประสงค์ของการนำไปใช้ในการประเมิน ซึ่งหากต้องการประเมินเสียงที่เกี่ยวของกับการได้ยินของมนุษย์ จะใช้การใช้สเกลถ่วงน้ำหนักแบบ A (A-Weighted) ซึ่งจะเป็นการกรองค่าความถี่ต่ำที่มนุษย์ตอบสนองได้น้อยลงไป ส่วนการใช้สเกลการถ่วงน้ำหนักแบบ C (C-Weighted) จะเน้นในการศึกษาระดับเสียงที่มีความดังหรือมีค่าของความถี่ต่ำที่สูง ส่วน Z W-Weighting จะไม่มีการถ่วงน้ำหนักใดๆ
เรามักจะสั่งเกตุได้ว่าในเครื่องมือวัดเสียง หรือการรายงานผลค่าระดับเสียงจะมีอักษรต่อท้ายค่า dB เช่น dB(A) ซึ่งหมายถึงสเกลในการวัดได้มีการประเมินค่าเสียงที่มีผลต่อการได้ยินของมนุษย์
Time Weighing (การถ่วงน้ำหนักเวลา)
ในการวัดค่าระดับเสียง SPL จะมีการตั้งค่าการถ่วงน้ำหนักในการตอบสนองของเวลาที่เกิดเสียง
- Fast หรือ F คือ การเปลี่ยนแปลงของเสียงที่ไม่คงที่ เช่น เสียงการจราจรบนท้องถนน
มีการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียง 0.125 วินาที
- Slow หรือ S คือ เสียงที่มีระดับคงที่ เช่น เสียงมอเตอร์ที่หมุนคงที่ เสียงเครื่องจักรในโรงงาน
มีการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียง 1 วินาที
- Impulse หรือ I คือ เสียงกระแทก เช่น ตอกเสาเข็ม เสียงเบสกระแทกจากเพลง เสียงลูกสูบ
มีการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียง 0.5 ไมโครวินาที
ระดับความดันเสียงสูงสุด (Maximum Sound Pressure Level, Lmax)
ค่าสูงสุดของระดับความดันเสียงที่ซึ่งปรากฏในช่วงเวลาที่กำหนด
ระดับความดันเสียงต่ำสุด (Minimum sound pressure level, Lmin)
ค่าต่ำ สุดของระดับความดันเสียงที่ซึ่งปรากฏในช่วงเวลาที่กำหนด
ระดับเสียงเฉลี่ย (Equivalent Sound Pressure Level, Leq,… hr)
ค่าระดับเสียงเฉลี่ยเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ทำการบันทึกข้อมูล สามารถใช้สมการคำนวณดังต่อไปนี้
Tm หมายถึง ระยะเวลารวมทั้งหมดของการเก็บข้อมูลเสียง
Ti หมายถึง ระยะเวลาที่ทำการเก็บข้อมูลเสียง
ระดับเปอร์เซนไทล์ (Statistical Level, LN in dB)
คือ ค่าระดับเสียงในปริมาณที่เป็นร้อยละ % ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่เก็บข้อมูล
ยกตัวอย่าง ค่า L90 คือระดับเสียงที่เกิดขึ้น 90% ของช่วงเวลาที่เราทำการตรวจวัดระดับเสียง ในการวัดระดับเสียงรบกวน ค่า L90 หรือระดับเสียงที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ จะถูกนำมาใช้เป็นระดับเสียงพื้นฐาน (Background Noise)
Sound Exposure Level (SEL) ระดับเสียงที่สัมผัส
คือ การแสดงระดับพลังงานของเสียงที่เกิดขึ้นในเหตุการณ์ ที่ถูกย่อให้อยู่ในช่วง 1 วินาที นิยมใช้ในการ ประเมินเสียง เครื่องบิน รถไฟ รถบรรทุกวิ่งผ่าน โดยทั่วไปค่าระดับ SEL จะสูงกว่าปกติ
Octave Band Filter
ในเครื่องมือวัดเสียงที่สามารถวัดแบบแยกความถี่ หรือวิเคราะห์ระดับความถี่ได้ ส่วนใหญ่เราจะเห็น 1/1 Octave band และ 1/3 Octave band ซึ่งหมายถึงการแบ่งระดับความถี่ดังสมการต่อไปนี้
1/1 Octave band คือ ค่าความถี่คูณด้วย 2 (F x 2)
1/3 Octave band คือ ค่าความถี่คูณด้วย 2 ยกกำลัง1/3 (F x 21/3)
เมื่อกล่าวถึงค่าความถี่ Octave จะมีการหยิบยกค่าของความถี่กลางมาเป็นตัวแทน
