Schallpegelmessungen
Schallpegelmessungen sind wichtig, um die positiven und negativen Auswirkungen von Schall und Lärm zu verstehen und zu steuern.
Es ist beispielsweise möglich, die Schallpegel von Musik und anderen Klängen zu messen, die sich positiv auf Stimmung und Wohlbefinden auswirken, und diese Informationen zu nutzen, um Umgebungen zu gestalten, die diese positiven Effekte fördern.
Es gibt auch wichtige Gründe für die Messung von Lärmpegeln. Viele Länder haben Vorschriften, die Grenzwerte für Lärmpegel in verschiedenen Umgebungen festlegen. Diese Grenzwerte sollen die Auswirkungen der Lärmbelästigung auf die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden reduzieren.
Ein Schallpegelmesser ist das gebräuchlichste Werkzeug zur Messung von Schall- und Lärmpegeln.
- Schall entsteht, wenn Teilchen, wie z. B. Luftmoleküle, schwingen. Im Vakuum gibt es keinen Schall. Der Mensch beschäftigt sich hauptsächlich mit Schwingungen bei Frequenzen, die unser Gehör auslösen.
- Lärm: Es gibt keine einheitliche Definition von Lärm. Die Definition hängt vom Kontext und der Kultur der Menschen ab und ändert sich sogar im Laufe der Zeit. Die Musik des einen Menschen kann der Lärm des anderen sein. Die gebräuchlichste Definition ist: “unerwünschter oder störender Schall“.
Wo werden Schallpegel gemessen?
Schallpegel werden in verschiedenen Umgebungen gemessen.
Schallpegelmesser haben ein breites Spektrum an weiteren Anwendungen. Sie werden in so unterschiedlichen Bereichen wie Audiologie, Musikproduktion, Produkttests, Automobil-Geräuschtests, akustische Forensik, Beschallungssysteme, Bioakustik und Bildung eingesetzt.
Zur Beurteilung von Lärm aus anderen Räumen oder von der Außenwelt an Orten wie Büros, Schulen und Krankenhäusern. Der Zweck der Räume in diesen Gebäuden sollte nicht durch solchen Lärm gestört werden.
Zur Beurteilung der akustischen Eigenschaften von geschlossenen Räumen, wie z. B. Besprechungsräumen, Konferenzsälen, Klassenzimmern, Konzertsälen, Aufnahmestudios, Flughäfen und Bahnhöfen. Der Raum kann dann so gestaltet werden, dass das Musikhören oder Sprechen verbessert wird.
Die Schallpegel bei Live-Veranstaltungen sollten weder Unbehagen verursachen noch das Gehör des Publikums schädigen oder die Nachbarn stören.
Zur Beurteilung der Auswirkungen von Lärm auf die Nachbarschaft und die Umwelt.
- Baulärm: zur Überwachung der Lärmpegel von Bautätigkeiten. Diese Informationen können verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Lärmpegel innerhalb akzeptabler Grenzen liegen und die Gesundheit und das Wohlbefinden von Arbeitern und Anwohnern zu schützen.
- Industrieller Lärmschutz: zur Beurteilung der Lärmpegel von Maschinen und anderen industriellen Quellen. Diese Informationen können verwendet werden, um die Pegel zu senken, um die Gesundheit und das Wohlbefinden der Arbeiter zu schützen und die Umweltbelastung durch die Industrie zu verringern.
- Eisenbahnlärm: zur Beurteilung der Auswirkungen von Eisenbahnlärm auf die Bevölkerung. Diese Informationen können verwendet werden, um Strategien zur Reduzierung von Eisenbahnlärm zu entwickeln, wie z. B. die Installation von Lärmschutzwänden oder die Verbesserung der Konstruktion von Eisenbahnfahrzeugen.
- Flughafenlärm: zur Beurteilung der Auswirkungen von Flughafenlärm auf die Bevölkerung. Diese Informationen können verwendet werden, um Strategien zur Reduzierung von Flughafenlärm zu entwickeln, wie z. B. die Installation von Lärmschutzwänden oder die Änderung von Flugrouten und/oder -zeiten.
- Verkehrslärm: zur Überwachung der Lärmpegel durch den Verkehr und zur Ergreifung von Maßnahmen zu deren Reduzierung, zum Wohle der Anwohner in der Umgebung.
Was ist ein Schallpegel?
Der Schalldruckpegel (SPL) ist der grundlegendste Pegel, der bei Schallmessungen verwendet wird. Der SPL, gemessen in Dezibel (dB), wird seit den 1930er Jahren широко verwendet.
SPL ist definiert als der Logarithmus des Verhältnisses des Schalldrucks zu einem Referenzdruck
SPL = 20 log10(p/pref) dB
p → der momentane Schalldruck in Pa
pref → der Referenzdruck = 20 µPa
Es gibt einige gängige Filter, die auf den SPL angewendet werden, die die Meldung von Pegeln relevanter und leichter vergleichbar machen. Die Anwendung dieser Filter liefert uns die oft gesehenen Indikatoren, wie z. B. LAF, LCS usw.
Gängige Filter
Frequenzbewertung
Die Frequenzbewertung wird angewendet, um zu berücksichtigen, wie das menschliche Ohr Schall wahrnimmt. Das Mikrofon ist viel effizienter als das menschliche Ohr beim Erkennen sehr niedriger und sehr hoher Frequenzen. Die Gewichtungskurve reduziert daher die niedrigen und hohen Frequenzen, um den Schall dem ähnlicher zu machen, den ein Mensch hören würde. Frequenzbewertungen korrelieren also die objektiven Schallpegelmessungen mit der subjektiven menschlichen Reaktion. Die drei beliebtesten sind A, C und Z.
Zeitbewertung
Menschen hören Schall als einen “Durchschnitt” über kurze Zeiträume, nicht als die sich schnell ändernden Pegel, die vom Mikrofon erfasst werden. Daher wird die Zeitbewertung angewendet. Die gemessenen Pegel sind auch auf einem Schallpegelmesser leichter abzulesen, da die Zeitbewertung plötzliche Änderungen der Pegel dämpft und so eine glattere Anzeige erzeugt. Zeitbewertungen werden durch den Zeitraum definiert, über den sie gemessen werden. Die drei beliebtesten sind S = Slow, F = Fast und I = Impulse. Von diesen drei wird Slow über den längsten Zeitraum gemessen.
Es gibt weitere interessante Möglichkeiten, Pegel zu beschreiben, abhängig von Ihrer Anwendung. Lesen Sie hier mehr darüber:
Wie funktioniert ein Schallpegelmesser?
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Ein Schallpegelmesser (SLM) ist ein Instrument, das den Schalldruckpegel (SPL) von Schall misst und quantifiziert.
Geräusche (Signale) durchlaufen den SLM in folgender Reihenfolge:
- Membran: Schallwellen versetzen die Mikrofonmembran in Schwingung. Diese Bewegung wird in ein elektrisches (analoges) Signal umgewandelt.
- Vorverstärker: Der Vorverstärker verstärkt das analoge Signal.
- AD-Wandler: Wandelt das analoge Signal in ein digitales Signal um.
- DSP: Der DSP (Digital Signal Processor) formt das digitale Signal mit Zeit- und Frequenzgewichtung.
- Anzeige: Die Anzeige zeigt den resultierenden Schallpegel an.
Musterzulassung (Typzulassung) und Klasse 1 Konformität nach IEC 61672
Die Musterzulassung ist ein grundlegendes Konzept in der IEC 61672-Reihe und spielt eine zentrale Rolle bei der Entscheidung, ob ein Schallpegelmesser rechtmäßig als Klasse 1 beansprucht werden kann. Während IEC 61672-1 die elektroakustischen Leistungsanforderungen für Schallpegelmesser der Klasse 1 und Klasse 2 definiert, stellt sie an sich keinen Konformitätsnachweis dar. Die Konformität muss nachgewiesen werden, und dieser Nachweis wird durch Musterbewertungsprüfungen gemäß IEC 61672-2 erbracht.
Die Musterbewertung besteht aus einer umfassenden und standardisierten Testkampagne, die alle obligatorischen Anforderungen der IEC 61672-1 abdeckt, einschließlich elektroakustischer Leistung, Umwelteinflüsse (Temperatur, Feuchtigkeit, Druck), elektromagnetische Verträglichkeit, Richtwirkung, Linearität, Zeitbewertungen, Spitzenwertmessungen und Unsicherheitsanalyse. Diese Tests werden an repräsentativen Exemplaren des Instruments durchgeführt und führen zu einem formalen Musterbewertungsbericht, der die Testmethoden, Ergebnisse und zugehörigen Messunsicherheiten dokumentiert.
Um rechtmäßig Klasse 1 beanspruchen zu können, muss ein Schallpegelmesser diese Musterbewertungsprüfungen erfolgreich bestanden haben. Ein Gerät, das lediglich „gemäß“ IEC 61672-1 „konstruiert“ wurde oder das nur teilweise oder internen Tests unterzogen wurde, kann im normativen Sinne nicht als Klasse 1 konform angesehen werden.
Musterbewertungsprüfungen werden typischerweise von nationalen oder akkreditierten Metrologieinstituten mit der erforderlichen Expertise, Ausstattung und metrologischen Rückführbarkeit durchgeführt. In Europa und international werden solche Tests üblicherweise von Organisationen wie LNE (Frankreich), PTB (Deutschland), METAS (Schweiz) oder CEM (Spanien) durchgeführt. Diese Institute arbeiten innerhalb eines nationalen und internationalen metrologischen Rahmens und gewährleisten die vollständige Rückführbarkeit auf Primärstandards.
Es ist wichtig, die Musterzulassung von der periodischen Überprüfung gemäß IEC 61672-3 zu unterscheiden. Überprüfungsprüfungen, selbst wenn sie von einem nach ISO/IEC 17025 akkreditierten Labor durchgeführt werden, bestätigen nur, dass ein einzelnes Instrument zum Zeitpunkt der Prüfung innerhalb der Toleranz bleibt. Sie validieren nicht die ursprüngliche Konstruktion des Instruments und stellen keine Konformität der Klasse 1 fest. Die Überprüfung kann die Musterzulassung nicht ersetzen und kann nicht als Beweis dafür verwendet werden, dass ein Instrument alle Anforderungen der IEC 61672-1 erfüllt.
Im Gegensatz dazu validiert die Musterzulassung die Konstruktion und Leistung des Instrumententyps selbst. Für regulatorische Anwendungen, Umweltlärmüberwachung, Legalmetrologie und Messungen mit hohen Einsätzen stellt nur die Musterzulassung durch eine kompetente Metrologiebehörde einen robusten und verteidigungsfähigen Nachweis der Konformität der Klasse 1 dar.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Behauptung des Status der Klasse 1 ohne erfolgreiche IEC 61672-2 Musterbewertung technisch oder normativ nicht gerechtfertigt ist. Die Musterzulassung ist der Eckpfeiler für Glaubwürdigkeit, Vergleichbarkeit und Vertrauen in professionelle Schallpegelmessungen.
Normen, die Schallpegelmessungen definieren
Normen (Lärmschutzbestimmungen) in Bezug auf die Schallübertragung werden von Organisationen festgelegt, die Richtlinien und Empfehlungen für Schallpegelmessungen in verschiedenen Bereichen entwickeln, einschließlich Umwelt-, Industrie-, Gebäude- und Raumakustik. Zu diesen Organisationen gehören:
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- American National Standards Institute (ANSI)
- Internationale Organisation für Normung (ISO)
- Europäisches Komitee für Normung (CEN)
- Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC)
- Internationale Kommission für Akustik (ICA)
Diese Normen werden von nationalen, staatlichen oder provinziellen und kommunalen Regierungsebenen übernommen. Sie legen in der Regel Beschränkungen für die Lärmmenge, die Lärmdauer und die Lärmquelle fest und beschränken sie auf bestimmte Tageszeiten. Zu diesen Normen gehören:
- ANSI S1.4 – Spezifikationen für Schallpegelmesser.
- ANSI S1.11 – Spezifikation für analoge und digitale Oktavband- und Bruchteil-Oktavbandfilter.
- IEC 61672 – Elektroakustik – Schallpegelmesser.
- ISO 9612 – Akustik – Bestimmung der Lärmexpositionspegel am Arbeitsplatz – Technisches Verfahren.
- ISO 1996 – Akustik – Beschreibung, Messung und Bewertung von Umgebungslärm.
- ISO 16032 – Akustik – Messung des Schalldruckpegels von Betriebseinrichtungen in Gebäuden – Technisches Verfahren.
- ISO 3382-1 – Akustik – Messung von raumakustischen Parametern.
Dies sind nur einige der vielen Normen, die Schallpegelmessungen definieren. Die spezifische Norm, die verwendet werden sollte, hängt von der Anwendung ab.
Häufig gestellte Fragen
Verwenden Sie den XL2 mit einem geeigneten Messmikrofon und führen Sie vor und nach der Messung eine schnelle akustische Kalibrierung mit einem Schallkalibrator durch (typischerweise 94 dB bei 1 kHz). Dies schafft nachvollziehbare Ergebnisse und hilft, Setup- oder Mikrofonprobleme frühzeitig zu erkennen.
