SENSORE PER LA MISURA DEL RUMORE (IL FONOMETRO) ( )

Il fonometro è un dispositivo elettroacustico per la misura del livello dipressione sonora. La sua funzione principale è quella di convertirep p p qun segnale acustico variabile nel tempo in un valore numerico cheesprime il livello di pressione. Con riferimento allo schema, iprincipali componenti del fonometro sono:

20 Hz

Banco di filtri

25 Hz 31.5 Hz 40 Hz 50 Hz Slow

Reti ponderatrici Reti rettificatrici

A

B

C

63 Hz 80 Hz 100 Hz 125 Hz

Σ I° Attenuatore

Slow

Fast

Impulse

Peak Indicatore

II° Attenuatore

Lin.

20KHz

.

.

Microfono Amplificatore Peak Indicatore

20 KHz

1 MICROFONI

I microfoni sono di due tipi: •microfoni a condensatore

a.1. MICROFONI

•microfoni a condensatore•microfoni piezoelettrici.

I i f i d i i i d i bil d bI microfoni a condensatore sono costituiti da una piastra mobile, detta membrana, eda una piastra fissa, che costituiscono le armature di un condensatore piano. Aseguito delle variazioni di pressione, la membrana entra in vibrazione,deter inando ariazioni della distanza dalla iastra fissa oiché la ca acità di undeterminando variazioni della distanza dalla piastra fissa; poiché la capacità di uncondensatore piano dipende dalla distanza fra le armature, le variazioni dipressione si traducono in variazioni della capacità C secondo la:

SdSC ε=

ε = costante dielettrica del mezzo all’interno delle armature;S = superficie delle armature;d = distanza fra le armature.d distanza fra le armature.

a.2. MICROFONI

I microfoni piezoelettrici sono costituiti da una membrana inmateriale piezoelettrico. La peculiarità di tale materiale èquella di generare una tensione elettrica proporzionale alquella di generare una tensione elettrica proporzionale almomento flettente a cui il materiale è sottoposto. Poiché ilmomento flettente indotto sulla membrana dalle onde dipressione acustica è proporzionale al valore istantaneo dellap p ppressione stessa, la membrana genera una tensione elettricaproporzionale alla pressione acustica istantanea.

b. ATTENUATORELo scopo dell'attenuatore è evitare il sovraccarico dell'amplificatore,p p

mantenendo l'ampiezza del segnale elettrico al di sotto di un valore dettosoglia di saturazione. Infatti il funzionamento dell'amplificatore è lineare(segnale in uscita proporzionale a quello in ingresso) solo se l'ampiezza delsegnale in ingresso è inferiore alla soglia di saturazione; in caso contrario siverificano distorsione del segnale e danni ai circuiti dell'amplificatore.

c. AMPLIFICATOREL f i d ll' lifi t è ll di l l tt iLa funzione dell'amplificatore è quella di generare un segnale elettrico con

potenza sufficiente da potere essere filtrato e condizionato dai circuiti a valle,con un rapporto segnale/rumore sufficientemente elevato. In genere i cavi dicollegamento tra microfono ed amplificatore sono estesi poiché durante lecollegamento tra microfono ed amplificatore sono estesi, poiché durante lemisure si trovano in posizioni distanti; è quindi necessario collegare unpreamplificatore direttamente al microfono.

120curva d i

60

80

100p onderazione A

iso fonica a 4 0p ho nd. CURVE DI PONDERAZIONE

Il segnale elettrico può essere filtrato

-20

0

20

40

10 20 40 80 160 315 630 1250 2500 5000 10000 20000

livel

lo (d

B)

g pcon tre curve di ponderazione: curva A,curva B e curva C. La curva A è un filtroavente una risposta in frequenza

-80

-60

-40

20

frequenza (Hz)

costruita in base alla isofonica a 40 phon:le componenti del segnale in uscita datale filtro sono attenuate di una quantità

q ( )

pari alla differenza fra il valore in dB dellaisofonica a 40 phon e 40dB. Pertanto larisposta del filtro è la curva simmetrica,i tt ll' d ll i d ll

-10

0

10

10 20 40 80 160 315 630 1250 2500 5000 10000 20000

frequenza (Hz)

rispetto all'asse delle ascisse, dellaisofonica a 40 phon, traslata di 40 dBverso l'alto.

Le curve di ponderazione B e C-40

-30

-20

livel

lo (d

B)

curva A

Le curve di ponderazione B e Cagiscono in modo analogo, e sonocostruite rispettivamente in base alleisofoniche a 70 e 100 phon

-70

-60

-50 curva B

curva C

isofoniche a 70 e 100 phon. -80

e. BANCO DI FILTRIe. BANCO DI FILTRI

È costituito da un insieme di filtri, ciascunodei quali di tipo passabanda, con larghezza 0

10 frequenzaf mf m /2f m /4 4f m2f m 8f mf m /8q p p , g

di banda pari ad una ottava od ad un terzodi ottava; le frequenze inferiore, centrale esuperiore sono quelle standardizzate. Un -20

-10

0

one

(dB

)

filtro passa banda ideale ha una risposta infrequenza pari a 1 all'interno della larghezzadi banda (banda passante), dove il segnale

40

-30

-20

atte

nuaz

i

deve essere riprodotto linearmente, e pari a0 per il resto delle frequenze, dove ilsegnale deve essere soppresso. Unai t di t ti è ò 60

-50

-40

risposta di questo tipo non è peròrealizzabile. La norma impone che perfrequenze pari ad otto volte la frequenza

t l l' tt i d l filt i

-60

centrale, l'attenuazione del filtro siasuperiore a 60 dB mentre all'interno dellabanda passante sia compresa fra −0,5 dB e1dB1dB.

f RETI RETTIFICATRICI ED INTEGRATOREf. RETI RETTIFICATRICI ED INTEGRATORESono dei circuiti elettronici che permettono di ottenere il valore efficace della

pressione acustica istantanea; il segnale di pressione acustica viene elevatoal quadrato e poi integrato in intervallo di tempo stabilito (1000 ms nella reteal quadrato e poi integrato in intervallo di tempo stabilito (1000 ms nella reteslow e 125 ms nella rete fast). Il fonometro è dotato anche di due retidinamiche: impulse e peak. La rete impulse opera con costanti di tempodiverse a seconda che il livello del segnale sia in salita o in discesadiverse a seconda che il livello del segnale sia in salita o in discesa(rispettivamente 35 ms e 1200 ms). La rete peak invece è costituita da ucircuito integratore di tempo pari a 35 ms in serie con un circuito che consentedi registrare il livello massimo raggiunto dal segnale acusticodi registrare il livello massimo raggiunto dal segnale acustico

Reti rettificatrici

Slow

FastII° Attenuatore

Impulse

Peak Indicatore

DPCM 16 marzo 1998Tecniche di rilevamento e di misurazione dell’inquinamento acusticoq

#1 [medio] Hz dB500 40.5

70

50

60

20

30

40

10

20

16 31.5 63 125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k 16 k#1 Leq 125ms A dB SEL dBMAR 17/11/09 10h00m00s000 50,9 0h15m00s000 80,4

65

70

55

60

40

45

50

Spettro

4010h00 10h02 10h04 10h06 10h08 10h10 10h12 10h14

Decreto 16 marzo 1998File Punto 1 diurno.CMGUbicazione #1Sorgente Azienda agrariaTipo dati LeqPesatura AInizio 17/11/09 10.00.00.000Fine 17/11/09 10.15.00.000Tempo di riferimento Diurno (tra le h 6:00 e le h 22:00)Componenti impulsiveComponenti impulsiveConteggio impulsi 0Frequenza di ripetizione 0,0 impulsi / oraRipetitività autorizzata 10 Fattore correttivo KI 0,0 dBAComponenti tonaliFattore correttivo KT 0,0 dBAComponenti bassa frequenzaComponenti bassa frequenzaFattore correttivo KB 0,0 dBAPresenza di rumore a tempo parzialeFattore correttivo KP 0,0 dBALivelliRumore ambientale misurato LM 50,9 dBARumore ambientale LA = LM + KP 50,9 dBARumore residuo LRRumore residuo LRDif ferenziale LD = LA - LRRumore corretto LC = LA + KI + KT + KB 50,9 dBA