Schall ist eine Form von Energie, die sich in Form von Schwingungen von Luftteilchen durch die Luft bewegt. Ein Ton ist auch eine grundlegende Form der Kommunikation, die von Menschen und Tieren genutzt wird. Schall kann von Musikinstrumenten, den menschlichen Stimmbändern und auch von natürlichen Phänomenen wie Donner erzeugt werden.
Schallmessungen bieten eine Möglichkeit, verschiedene Geräusche objektiv zu vergleichen und zu analysieren. Schallmessungen können dazu dienen, die Akustik von Gebäuden zu verbessern oder bessere Lautsprecher zu entwickeln. Im Falle von Lärm können Messungen helfen, Lärmquellen zu identifizieren.
Der Mensch nimmt Geräusche über seinen Gehörsinn wahr. Das Ohr wandelt Schallwellen in elektrische Signale um, die dann an das Gehirn weitergeleitet werden, wo sie als Töne interpretiert werden.
Der Schalldruckpegel (SPL) wird in der Regel in Dezibel (dB) angegeben. Der Grund dafür ist, dass der vom menschlichen Ohr wahrgenommene Schalldruck sich über einen sehr großen Druckbereich erstreckt und mit Hilfe von logarithmischen Skalen die Messwerte einfacher lesbar und greifbarer macht.
Dezibel sind Einheiten für den Schalldruckpegel (SPL), während Hertz (Hz) die Schallfrequenz angibt. Die dB-Skala ist logarithmisch und verwendet die Hörschwelle von 20 µPa als Referenzpegel.
Das Dezibel (dB) ist eine logarithmische Einheit, die zur Messung des Schallpegels verwendet wird. Das Lärmdezibel ist ein Verhältnis zwischen einer gemessenen Größe und einem Referenzpegel von 20 µPa. Die 20 uPa sind eine Hörschwelle und werden auf der Geräuschskala mit 0 dB angegeben.
Geräusche, die unangenehm oder unerwünscht sind, werden als Lärm bezeichnet. Er kann durch eine Vielzahl von Quellen verursacht werden, z. B. durch Maschinen, Verkehr und Bauarbeiten. Lärmbelästigung ist ein ernstes Problem, das zu Hörverlust, Angstzuständen und anderen Gesundheitsproblemen führen kann. Lärm in Schulen kann sich zum Beispiel negativ auf das Lernen, die Produktivität und die Konzentrationsfähigkeit von Kindern auswirken.
Der Frequenzbereich, den ein gesunder Mensch hören kann, liegt zwischen 20 Hz und 20 kHz. In Dezibel ausgedrückt, liegt die Hörschwelle bei 0 dB und die Schmerzschwelle bei etwa 130 dB. Es bedarf einer Erhöhung um etwa 10 dB, bis der Schall subjektiv als doppelt so laut empfunden wird.
Die Frequenz eines Schalls ist die Anzahl der Druckschwankungen pro Sekunde. Sie wird in Hertz (Hz) gemessen. Die Frequenz eines Tons erzeugt seinen charakteristischen Klang. So hat das Grollen eines entfernten Donners eine niedrige Frequenz, während ein Pfeifen eine hohe Frequenz hat.
In der Akustik ist die Lautheit die individuelle Interpretation des Schalldrucks. Formal wird sie beschrieben als „die Eigenschaft des Hörempfindens, nach der Geräusche auf einer von leise bis laut reichenden Skala eingeordnet werden können“. Die subjektiv empfundene Lautstärke eines Geräusches wird durch mehrere Faktoren bestimmt, darunter die Intensität des Geräusches, die Frequenz des Geräusches und die Dauer des Geräusches.
Die Frequenz kann auch verwendet werden, um die Wellenlänge eines Tons zu beschreiben. Die Wellenlänge ist der Abstand zwischen zwei ähnlichen Punkten auf einer Schallwelle. Je höher die Frequenz ist, desto kürzer ist die Wellenlänge. Ein Ton mit einer Frequenz von 20.000 Hz hat zum Beispiel eine Wellenlänge von 1,7 cm. Ein Ton mit einer Frequenz von 200 Hz hat eine Wellenlänge von 17 cm.
Ein Schallpegelmesser ist ein Gerät zur Messung von Schalldruckpegeln. Schallpegelmesser verwenden ein Mikrofon, einen Vorverstärker und einen Signalprozessor, um den Schall in ein digitales Ergebnis umzuwandeln, das auf dem Display in Dezibel angezeigt wird.
Ein Lärmdosimeter ist ein kleiner Schallpegelmesser, der an der Kleidung des Arbeitnehmers in der Nähe des am stärksten belasteten Ohrs befestigt wird. Ziel der Messung mit einem Lärmdosimeter ist es, die individuelle Lärmbelastung der Arbeitnehmer während des Arbeitstages zu bewerten.
Die Methoden zur Lärmmessung hängen von der Art der zu messenden Lärmquelle ab. Internationale Normen wie die ISO oder die OSHA bieten klare Anleitungen für die Durchführung von Messungen mit Schallpegelmessern und Lärmpegelmessern. Die europäische ISO-Norm 9612 und die OSHA-Norm 1910.95 beschreiben zum Beispiel Verfahren zur Messung von Lärm am Arbeitsplatz. Verfahren zur Messung von Umgebungslärm sind in der ISO 1996 beschrieben.
Anwesenheit des Bedieners
Bei der Messung von Schall mit einem Schallpegelmesser ist es wichtig, dass die Messung nicht gestört wird. Die Anwesenheit des Bedieners kann den aus einer bestimmten Richtung kommenden Schall abschirmen oder Reflexionen verursachen, die zu Messfehlern führen können. Um den Einfluss der Anwesenheit des Bedieners zu minimieren, werden Schallpegelmesser häufig auf einem Stativ oder in einer ausgestreckten Hand verwendet.
Hintergrundgeräusche
Hintergrundgeräusche sind Schallpegel, die nicht von einer bestimmten Schallquelle erzeugt werden. Beispiele für Hintergrundgeräusche sind Verkehrsgeräusche, Stromversorgungssysteme oder Windgeräusche. Die Messnormen sehen einen Mindestabstand zum Hintergrundgeräusch vor, damit die Geräuschemissionsmessungen gültig sind.
Schallausbreitung
Bei einer Verdoppelung der Entfernung verringert sich die Amplitude des Schalls in der Luft um die Hälfte oder um 6 dB. Mit anderen Worten: Wenn Sie sich einen Meter von der Schallquelle entfernt befinden und sich einen Meter weiterbewegen, sinkt der Schalldruckpegel um 6 dB. Dies gilt jedoch nur, wenn keine reflektierenden oder abssorbierden Materialien den Schall behindern. Solche idealen Bedingungen werden als „Freifeldbedingungen“ bezeichnet.
Bei Vorhandensein eines Hindernisses wird ein Teil des Schalls reflektiert, ein anderer Teil wird absorbiert, und der verbleibende Teil wird durch das Objekt übertragen. Je nach den Eigenschaften des Objekts, seiner Größe und der Wellenlänge des Schalls werden unterschiedliche Mengen an Schall reflektiert, absorbiert oder übertragen.
Wind und Staub
Schallpegelmesser verwenden einen Windschutz (Windschirm), um das Mikrofon vor Staub und Wettereinflüssen zu schützen. Der Windschutz besteht in der Regel aus porösem Schaum, der unerwünschte Geräusche reduziert. Der Windschutz sollte regelmäßig auf Verschmutzung überprüft und bei Bedarf gereinigt werden, um eine optimale Klangqualität zu gewährleisten.
Luftfeuchtigkeit
Die relative Luftfeuchtigkeit kann einen Einfluss auf den Schallpegelmesser und das Mikrofon haben. Insbesondere bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von mehr als 90 % kann es zu einer erheblichen Beeinträchtigung kommen. In solchen Fällen sind die Schallpegelmesser in wasserdichten Gehäusen untergebracht, um Störungen durch mögliche Feuchtigkeitsquellen zu vermeiden.
Temperatur
Schallpegelmesser der Klasse 1 sind für den Betrieb in einem Temperaturbereich von -10 bis 50°C und der Klasse 2 von 0 bis 40°C ausgelegt. Außerdem können plötzliche Temperaturschwankungen zur Kondensation von Wasser auf dem Mikrofon führen.
Schallpegelmesser verwenden Frequenzbewertungsfilter. Die gängigste Frequenzbewertung ist die „A-Bewertung“, deren Form die Reaktion des menschlichen Ohrs widerspiegelt. Der obere Teil der A-Kurve zeigt die Frequenzen an, für die das Ohr am empfindlichsten ist.
Schallpegelmesser verwenden Frequenzfilter, um die Auswirkungen von Frequenzkomponenten auf das Gesamtsignal zu analysieren. Beispiele für Frequenzbänder sind 1/1-Oktaven-Frequenzbänder, bei denen die höchste Frequenz doppelt so hoch ist wie die niedrigste Frequenz.
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