Instrumentação básica em Acústica

Apresentação em tema: "Instrumentação básica em Acústica"— Transcrição da apresentação:

1 Instrumentação básica em Acústica
Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Mecânica Laboratório de Vibrações e Acústica Módulo: Acústica Instrumentação básica em Acústica Prof.ª Marcus Antonio Viana Duarte

2 Grandezas do Som

3 Características Principais dos Transdutores
Omnidireccionais: captam o som que vem de todas as direções. Os microfones de menor diâmetro têm melhor omnidireccionalidade. Sensibilidade: indica a voltagem de saída em função da pressão sonora exercida (V/Pa). Resposta em frequência: permite representar a variação de sensibilidade com a frequência. Frequências de ‘Cut-Off’: Limites a partir dos quais a resposta é significativamente atenuada (-3dB).

4 Faixa de Frequência e Sensibilidade

5 Faixa Dinâmica

6 Sensores de Som: Microfones
O microfone é o elemento mais caro de em um sistema de medição. Quanto menor o diâmetro do microfone menor é a sua sensibilidade, mais larga é a sua faixa de frequência e menos diretivo ele vem a ser. Os microfones maiores são mais sensíveis, mais direcionais e operam dentro de uma faixa de frequência menor.

7 Sensores de Som: Microfones
Capacitivos: Consiste de um diafragma metálico fixo, montado próximo a uma placa rígida. O diafragma e a placa constituem os eletrodos do capacitor. Empregado em medições de precisão. Para trabalho experimental e de campo, os microfones capacitivos são os mais utilizados: Alta estabilidade ao longo do tempo. Pequenas dimensões. Resposta constante numa larga faixa de freqüências. Alta sensibilidade que é pouco afetada pela variação de temperatura. Baixo ruído elétrico.

8 Sensores de Som: Microfones
Diâmetros de 1”, ½”, ¼”,1/8”.

9 Sensores de Som: Microfones
A escolha de um tipo de microfone pode ser definida de acordo com a norma a ser utilizada. IEC: microfone de campo livre ANSI: microfone de incidência aleatória

10 Pré-amplificador Um microfone é sempre utilizado em conjunto com um pré-amplificador de microfone. Obs: Converte a elevada impedância de saída do microfone num sinal adequado para aquisição e análise.

11 Influência do Ambiente

12 Sensores de Som: Microfones
Outros tipos de microfones: Microfone de Eletreto: Menor sensibilidade, grande variação com temperatura, faixa de frequência menor, quando comparado com o microfone capacitivo. Microfone Eletrodinâmico: Similar ao funcionamento de um alto- falante.Não atende as normas para medição de precisão. Microfone Piezoelétrico: a vibração da membrana por ondas acústicas comprime o material piezoelétrico produzindo uma flutuação de tensão elétrica proporcional à pressão sonora.

13 Medidor de Nível de Pressão Sonora
Conhecido como “Decibelímetro” Fornecem o NPS a nível global em dB(A).Mais sofisticados: dB linear A,B,C ou D, dB impulso, dB pico, espectro, filtro analógico. Tipos de integradores: -Fast (125 ms) p/ ruído impulsivo Slow(1 s) p/ ruído contínuo Impulsive (35 ms) – A norma brasileira não prevê.

14 Medidor de Nível de Pressão Sonora

15 O Decibelímetro Deve atender a uma dessas normas:
IEC 651 (1979) - Sound Level Meters IEC 804 (1985) - Integrating-Averaging Sound Level Meters ANSI S1.4 - (1983) - Specification for Sound Level Meters ANSI S (1991) - Specification for Personal Noise Dosimeters ANSI S (1986) - Specification for Oitave Filters.

16 Padrões dos medidores de ruído conforme a aplicação

17 Padrões dos medidores de ruído conforme a aplicação

18 Decibelímetro Obrigatoriamente os equipamentos devem conter :
♦ 2 curvas de ponderação - os circuitos de equalização devem fornecer ao usuário a opção de escolha para as curvas A ou C. ♦ No mínimo, 2 constantes de tempo : lenta (slow : 1s) ou rápida (fast: s). Alguns aparelhos possuem as constantes ‘impulso’ e ‘pico’( 0.035s). ♦ Faixa de medida de 30 a 140 dB. ♦ Calibrador.

19 Medidor de Nível de Pressão Sonora
Parâmetros: MaxL, MinL, MaxP SPL (Max Nível RMS em intervalo de 1s) Leq (Nível Sonoro Equivalente) Leq10,Leq50,Leq90

20 Medidor de Nível de Pressão Sonora
As curvas de ponderação podem nos mostrar a faixa de freq. de trabalho: dBL ~ dBC >> dBA (Baixas Frequências – Até 500 Hz) dBA ~ dBC > dBL (Médias Frequências- 500 a 2000Hz) dBA ~ dBC << dBL (Altas Frequências – Acima de 2000hz)

21 Precauções durante as medições
O medidor deve ser colocado na posição de trabalho dos operários e na altura do ouvido dos mesmos; Deve ser evitada a interferência do vento (2 m/s) no microfone do medidor. Para anular esse efeito, existe um dispositivo denominado "windscreen" que evita o "sopro" sobre o microfone;

22 Precauções durante as medições
A distância do medidor à fonte de ruído deve estar de acordo com as Normas ISO 1999, ISO 1966/1 e as recomendações ISO R 131, R 266 e R 495; Devem ser evitadas superfícies refletoras, que não sejam comuns ao ambiente. Assim, deve-se evitar que o corpo da pessoa que faz a medição não interfira nas medidas; Recomenda-se fazer pelo menos 5 medições em cada local; Verificar a calibração sempre que for usar o aparelho. Respeitar as características do microfone, quanto a limites de temperatura, umidade, ângulo de colocação, etc.; Verificar a bateria antes de cada medição;

23 Acelerômetros Piezoelétricos
Usado universalmente para medição de aceleração absoluta de vibrações. Vantagens: Grande faixa dinâmica 1:30e6 Resposta Plana em larga banda de frequência. Linear, robusto e estável ao longo do tempo. Compacto, pequeno e leve. Não necessita de fonte de energia externa (piezoelétrico é auto gerador). Saída proporcional à aceleração.

24 Sonda de Intensidade Sonora
A sonda de intensidade é constituída de dois microfones casados em fase montados face a face utilizando em espaçador entre eles. Intensidade sonora é uma quantidade vetorial. Esta montagem é feita para se ter melhor resposta em frequência e diretividade. Microfones de 1/2’’ são usados p/ medições gerais de intensidade. Os de ¼’’ são usados nas altas frequências. Sonda de Intensidade Sonora

25 Dosímetros Pequeno aparelho que o trabalhador transporta (no bolso da camisa ou preso na cintura) durante toda a jornada de trabalho, com o microfone instalado próximo ao ouvido. O dosímetro apresenta a medida como uma porcentagem da exposição diária permitida. onde : Cn = tempo de exposição a um nível de ruído Tn = exposição diária permitida para aquele nível.