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Schallmessungen

Was ist eine Schallmessung?

Unter Schallmessung versteht man die Messung von Schalldruckpegeln mit Hilfe von Schallmessgeräten. Beispiele für Schallmessgrößen sind:

  • A-bewerteter Schalldruckpegel (SPL oder Lp),
  • der zeitbewertete Schalldruckpegel (LAF oder LAS),
  • Lärmexpositionspegel (LAE),
  • zeitlich gemittelter Schallpegel (LAeq)

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Schall zu messen. Je nach Methode werden Schalldruckmessungen mit einem integrierenden Schallpegelmesser oder einem persönlichen Lärmexpositionsmesser durchgeführt. Schallpegelmesser können für alle Arten von Messungen verwendet werden, wohingegen Personenschallpegelmesser in der Regel zur Vorbeugung von lärmbedingtem Hörverlust eingesetzt werden und in der Nähe des menschlichen Ohrs angebracht sind.

Was ist ein Schalldruckpegel?

SPL – Schalldruckpegel

Der Schalldruckpegel SPL ist eine in Dezibel (dB) ausgedrückte Schallgröße, die die Änderungen des Luftdrucks ausdrückt, die Töne erzeugen. Die Luftdruckänderungen werden von den Membranen der Messmikrofone erfasst, die ein wesentlicher Bestandteil der Schallpegelmesser sind. Die Einheiten des Luftdrucks sind Pascal, und die kleinste vom Menschen wahrnehmbare Luftdruckänderung ist eine Änderung von 20 uPa (Mikropascal), während die größte Änderung bis zu Tausenden von Pascal gehen kann. Um eine so große Bandbreite an Luftdruckschwankungen zu bewältigen, wird die Dezibel-Skala (dB) verwendet. Die Dezibel-Skala ist eine logarithmische Skala, die eine Referenz von 20 uPa verwendet und eine große Skala von Pascal auf eine handhabbare Skala von Dezibel komprimiert. Aufgrund der Dezibel-Skala werden die Schallmessungsergebnisse als Schalldruckpegel bezeichnet.

Dezibelskala

Eine Dezibelskala ist eine Darstellung von Schallmessungen im Verhältnis zu einem Referenzdruck. Typischerweise beginnt eine Dezibel-Skala bei 0 dB an der Hörschwelle (20 uPa) und reicht über 130 dB (ca. 100 Pa) an der Schmerzschwelle bis zu 140 dB an der Schwelle zur Hörschädigung (Dezibel-Skala Download PDF)

dB SLP

Aufgrund der Dezibel-Skala werden die Schallmessungsergebnisse als Schalldruckpegel SPL bezeichnet. Die Dezibel-Skala ist nützlicher als die Pascal-Skala, da sie der menschlichen Wahrnehmung von Lautstärke besser entspricht. Dies liegt daran, dass das menschliche Ohr auf eine logarithmische Änderung des Pegels reagiert, was die Dezibelskala misst.

Schallenergie

Schall ist eine Energieform, die sich in der Luft so ausbreitet, dass sich die Luftteilchen hin und her bewegen, während sich die Energie vorwärts bewegt. Die Druckschwankungen, die bei der Ausbreitung einer Schallwelle in der Luft entstehen, sind im Vergleich zum statischen Luftdruck sehr gering. Änderungen des Luftdrucks werden von den Membranen der Messmikrofone erfasst, die wesentliche Bestandteile von Schallpegelmessern sind.

Leq – Äquivalenter Dauerschallpegel

Der äquivalente Dauerschallpegel (Leq) ist die am häufigsten verwendete Schallgröße, da er einen direkten Bezug zum Energiegehalt des Signals hat. Der Leq ist eine Form der Darstellung der Energie des Schallsignals und wird verwendet, um den Grad der Gefährdung des menschlichen Gehörs zu beurteilen.

LEX – Tages-Lärmexpositionspegel

Bei berufsbedingtem Lärm wird der LEQ in 8 Stunden eines Arbeitstages gemessen, und dieses Ergebnis wird als täglicher Lärmexpositionspegel (LEX) bezeichnet. Der gemessene tägliche Lärmexpositionspegel kann auch als Prozentsatz des Tagesgrenzwerts angegeben werden, und eine solche Darstellung des Ergebnisses wird als Lärmdosis bezeichnet.

 

Schallpegelmesser

Schallpegelmesser

Ein Schallpegelmesser ist ein elektronisches Gerät, das mit einem Mikrofon ausgestattet ist, das Luftdruckänderungen erfasst und in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Signal wird dann in ein digitales Signal umgewandelt, damit es auf einem Display angezeigt oder im Speicher des Messgeräts aufgezeichnet werden kann.

Messbereich

Der Messbereich eines Schallpegelmessers wird durch die Dynamik seines Analog/Digital-Wandlers bestimmt. Die typische Dynamik des A/D-Wandlers beträgt 110 dB, daher beginnt der typische Messbereich in Dezibel bei 20 dBA und reicht bis 130 dBA. Die 130 dBA sind bereits eine Schmerzgrenze für das menschliche Ohr.

Frequenzanalyse

Reale Schallsignale sind variabel und setzen sich aus zahlreichen Signalen zusammen. Schallpegelmesser verwenden eine Echtzeit-Frequenzanalyse in 1/1- oder 1/3-Oktavbändern, um den Anteil der tiefen und hohen Frequenzen im Signal zu bewerten. Das Ergebnis einer solchen Analyse wird als Frequenzspektrum bezeichnet und stellt das Rauschen in aufeinanderfolgenden Frequenzbereichen dar, die als Oktaven oder Terzen bezeichnet werden.

Messungen von Rauschen

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