Monthly Archives: July 2021

นิยามของเสียง และ Parameter ต่างๆของงานวัดระดับเสียง ในงานสิ่งแวดล้อม 0

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

Frequency Response Function (FRF) และความถี่ธรรมชาติ สำหรับโครงสร้าง Structural Analysis 0

Frequency Response Function (FRF) และความถี่ธรรมชาติ สำหรับโครงสร้าง Structural Analysis

ในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน สำหรับโครงสร้างในการหาความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency) คือการสร้างแรงที่มากระทำต่อวัตถุ (Excitation) โดยใช้อุปกรณ์เครื่องเขย่า (Shaker) หรือใช้ค้อนที่มี Sensor ติดตั้งอยู่ภายใน หรือ Hammer instrument เป็นตัวให้แรง และจะต้องมี Sensor ที่รับข้อมูลขณะที่มีการส่งแรงผ่านมายังโครงสร้าง

โดยที่นิยมใช้ เทคนิค Frequency Response Function (FRF) ในการหาความถี่ธรรมชาติ

ในกระบวนการนี้สามารถเห็นถึงค่าของ Shape mode และในไปวิเคราะห์ Modal analysis เพื่อดูการเคลื่อนไหวในความถี่ที่ตอบสนองกับวัตถุ โดยอุปกรณ์ทั้งหมดทางวิศวกรอคูสติกส์ของ Geonoise ได้ใช้เครื่องเก็บข้อมูลของ m+p International รุ่น Vipilot โดยที่ Software ของ m+p Analyzer มีฟังก์ชั่น FRF และ ทำ Modal เพื่อดู Shape mode ก็คือมีมีความถี่มากระตุ้นที่มีความพ้องหรือตรงกับความถี่ธรรมชาติกับวัตถุ จะเกิดการเคลื่อนไหวตาม Mode ต่างๆ

Application ที่นำไปใช้งานต่างๆ ในการวิเคราะห์โครงสร้าง

ข้อมูลจาก : Geonoise