background image

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami, 3 rok IŚ WGGiIŚ, Ćwiczenie nr 2 

 

KMiW, WIMiR AGH 

1

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska 
Inżynieria Środowiska 
Przedmiot: Ochrona przed hałasem i wibracjami 
 
Ćwiczenie Nr 2  Analiza sygnałów wibroakustycznych w dziedzinie czasu 
/Dr inż.Tadeusz Wszołek, (galaxy.uci.agh.edu.pl/~twszolek)/ 
 
1.  Wprowadzenie 

a)  Parametryzacja sygnału wibroakustycznego w dziedzinie czasu 
b)  Ciśnienie akustyczne, poziom równoważny (LEQ), poziom ekspozycyjny (SEL), 

poziom maksymalny (MAXL), minimalny (LMIN), wartość szczytowa (PEAK) 

c)  Związek pomiędzy LEQ i SEL 
d)  Stała czasowa F, S, IMP. 
e)  Kalibracja toru pomiarowego – źródła wzorcowe drgań i hałasu 

2.  Program ćwiczenia: 

a)  Pomiar poziomów LEQ i SEL 
b)  Pomiar widma FFT ( Fast Fourier Transformation)  sygnału przyspieszeń drgań – 

wpływ uśredniania na wynik pomiaru. 

 
Ad.1.Wprowadzenie 
Parametryzacja sygnału wibroakustycznego w dziedzinie czasu 
Ciśnienie akustyczne i poziom ciśnienia akustycznego (L), poziom równoważny (LEQ), 
poziom ekspozycyjny (SEL), poziom maksymalny (MAXL), minimalny (LMIN), wartość 
szczytowa (PEAK) 
Związek pomiędzy LEQ i SEL 
przyjmując 20 

µPa jako poziom odniesienia, p

0

Poziom ciśnienia akustycznego 

0

10

2

0

10

log

20

log

10

p

p

p

p

L

p

=

⎟⎟

⎜⎜

=

 

Równoważny poziom dźwięku A – L

Aeq,T  

 

Poziom uśredniony za czas pomiaru. Może być rozważany jako wartość mająca ten sam 
skutek energetyczny co poziom stały o tej samej wartości. Definiowany jest jako  



⎟⎟

⎜⎜

=

T

A

T

Aeq

dt

p

t

p

T

L

0

2

0

,

)

(

1

log

10

 

gdzie T – całkowity czas pomiaru 
p

A

(t) – ciśnie akustyczne filtrowane wg filtru A 

p

0

 – ciśnienie odniesienia ( 20 

µPa) 

  
W praktyce korzystamy z poniższej zależności: 

(

)

=

=

n

i

L

i

T

Aeq

Ai

t

T

L

1

1

.

0

,

10

1

log

10

 

Wartości poziomów maksymalnych L

Amax

 i minimalnych L

Amin

 wyznaczane są do określenia 

fluktuacji poziomu w czasie ( składowej dynamicznej sygnału ). 
 

background image

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami, 3 rok IŚ WGGiIŚ, Ćwiczenie nr 2 

 

KMiW, WIMiR AGH 

2

Poziomy statystyczne 
W przypadku hałasów o widmie ciągłym i dużej dynamice zmian poziomów, rozkład 
prawdopodobieństwa występowania hałasów o określonym poziomie jest zbliżony do 
rozkładu normalnego ( krzywa Gaussa). Wówczas  

=

=

n

i

x

i

P

x

P

1

)

(

)

(

, % 

gdzie P

i(x)

 – prawdopodobieństwo wystąpienia klasy i 

%

100

1

)

(

T

t

P

n

i

i

x

i

=

=

 

gdzie: t

i

 – czas pojedynczego trwania przedziału, w którym poziom hałasu przynależy do 

klasy i, s 
T – sumaryczny czas działania hałasu we wszystkich klasach. 

 

Krzywa gęstości skumulowanej  

Z krzywej tej można wyznaczyć wartości poziomów statystycznych. Przyrządy pomiarowe 
wyposażone są zazwyczaj w możliwość odczytu wartości: 
 L

99

, L

95

, L

90

 L

50

, L

10

, L

5

, L

 

Poziom ekspozycyjny 
Poziom ekspozycyjny pojedynczego zdarzenia akustycznego  definiowany jest jako taki sam 
poziom, który trwałby 1 s i dostarczyłby do odbiorcy tę samą ilość energii. Jest to poziom 
równoważny normalizowany do czasu trwania 1 s. 



⎟⎟

⎜⎜

=

=

dt

p

t

p

t

L

SEL

t

t

A

AE

2

0

0

2

1

)

(

1

log

10

 

gdzie: 
p

A

(t) – ciśnienia akustyczne, filtrowane wg filtru A; 

p

0

 – ciśnienie odniesienia, 20 

µPa 

background image

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami, 3 rok IŚ WGGiIŚ, Ćwiczenie nr 2 

 

KMiW, WIMiR AGH 

3

t

0

- czas odniesienia, t

0

=1s 

t

2

-t

1

 – czas trwania zdarzenia, s 

 
Praktyczne zależności: 

(

)

Aeq

L

AE

t

L

1

.

0

10

log

10

=

,  gdzie t – czas trwania zdarzenia, s 

L

Aeq

 – poziom równoważny, dB 

 
Zależność pomiędzy poziomem równoważnym , a poziomem ekspozycyjnym  
•  dla pojedynczego zdarzenia 

+

=

T

t

L

L

AE

T

Aeq

0

,

log

10

 

•  dla n zdarzeń: 

=

=

n

i

L

T

Aeq

i

AE

T

t

L

1

1

.

0

0

,

10

log

10

 

Poziom ekspozycyjny jest wygodny do ocen hałasów przejściowych i krótkotrwałych 
pojedynczych zdarzeń, np. przejazd samochodu, pociągu,  przelot samolotu itp., ujmuje 
bowiem poziom hałasu  i czas trwania danego zdarzenia 
 
Stała czasowa F (FAST) , S (SLOW), IMP. 
Kalibracja toru pomiarowego – źródła wzorcowe drgań i hałasu 
 
Ad.2. Program ćwiczenia  
Kalibracja toru pomiarowego analizatorów sygnałów wibroakustycznych - SVAN 945A oraz 
SVAN 912AE. 
Pomiar poziomów LEQ i SEL  zdarzeń akustycznych  o różnych długościach czasu trwania. 
Wizualizacja wpływu sposobu uśredniania na pomiar widma FFT 
 
Sprawozdanie 
W sprawozdaniu należy zamieścić: 

•  Krótki opis zastosowanej aparatury oraz przebiegu ćwiczenia. 
•  Wyniki pomiarów – odczytanych z przyrządów pomiarowych. 

•  Ekstrapolacja wyniku pomiaru z krótkiej próbki czasowej na cały czas zdarzenia 

akustycznego. 

•  Porównanie wyników końcowych obliczonych z poziomów ekspozycyjnych i 

równoważnych cząstkowych zdarzeń akustycznych. 

 
Literatura uzupełniająca

[1]. Z.Engel – ochrona środowiska przed drganiami i hałasem, PWN, Warszawa 2003. 
[2]. A.Gołaś – Metody komputerowe w akustyce wnętrz i środowiska, Kraków AGH, 1995 r. 
[3]. Z.Żyszkowski – Miernictwo akustyczne, WNT, Warszawa 1987 r. 
[4]. F.A.Everest – podręcznik akustyki, Sonia Draga Sp. z o.o., Katowice, 2004. 
[5]. Strony internetowe firm – producentów aparatury: Bruel and Kjaer, GRAS, Norsonic, 

SVANTEK, Dytran, PCB. 

[6]. PN ISO 1996-1,2,3:1999. Akustyka. Opis i pomiary hałasu środowiskowego.