Mätare

För att mäta buller behövs ett mätinstrument som benämns med flera olika namn varav de vanligaste är decibelmätare, bullermätare, ljudmätare, ljudnivåmätare eller db mätare. Den mest korrekta benämningen är ljudnivåmätare då det ju är ljudnivån vi mäter men den kanske vanligaste benämningen är bullermätare. Buller har vi ju identifierat som oönskat ljud. Innan vi kan besvara vad man bör tänka på vid val av ljudnivåmätare är det några viktiga begrepp vi behöver gå igenom och förklara.

Ljudnivåmätarens uppbyggnad

De olika beståndsdelarna i en bullermätare är:

• Mikrofon

Mikrofonens uppgift är att omvandla ljudtrycket till en elektrisk spänning. Kan jämföras med en högtalare fast tvärtom… En högtalare omvandlar en elektrisk signal till ljudvågor medan en mikrofon omvandlar ljudvågor till en elektrisk signal. Ett mätresultat kan inte bli bättre än den använda mikrofonen. Det finns olika typer av mikrofoner med olika för- och nackdelar.

• Förförstärkare

Behövs för att förstärka mikrofonens relativt svaga elektriska signal.

• Frekvensvägningsfilter

Ljudets frekvens är av stor betydelse för hur det uppfattas. Örat är nämligen mest känsligt för ljud med frekvenserna 2 – 4kHz och mindre känsligt för högre respektive lägre frekvenser. Därför görs ljudmätningar ofta med standardiserade vägningsfilter för att efterlikna människoörats känslighet.

vägningsfilterDe mest använda filtren är A-filter med enheten dB(A) och C-filter med enheten dB(C). A-filter efterliknar örats känslighet vid svaga ljud och används exempelvis vid bedömning av hörselskaderisk. När A-filtret används är ljudnivån A-vägd. C-filter efterliknar örats känslighet vid starka ljud och det dämpar därför inte låga frekvenser lika mycket som ett A-filter, utan det tar större hänsyn till låga frekvenser. C-filter används vid mätning av ljudtoppar, s.k impulsljud, och när det används kallas det att ljudnivån är C-vägd.

Z-filter representerar det aktuella ljudet, dvs ingen viktning. Det finns också B-filter för att hantera de mellanstarka ljuden men dessa används sällan längre.

Vägd ljudeffektnivå och ljudintensitetsnivå

Vägningsfilter används inte bara för ljudnivåmätningar utan även för ljudeffekt- och ljudintensitetsmätningar. Nivåerna kallas då vägd ljudeffektnivå respektive vägd ljudintensitetsnivå och anges i enheten dB.

• Detektor

En detektor behövs för att göra om AC signalen till en DC signal (likspänning) vilket kan göras på i princip tre sätt:

1) Tidsvägd ljudnivåmätning

En konventionell ljudmätare använder en RMS (root-mean-square) detektor vilket ger ljudtrycksnivån (dB) eller det så kallade effektiva medelvärdet (effektivvärdet) av mikrofonsignalen och är ett värde som används för att beskriva den totala ljudstyrkan för alla frekvenser på ett sätt som liknar örats känslighet. Även max och min ljudtrycksnivå kan mätas. Vid mätning av ljudtrycksnivån använder man sig av en tidsvägning. Tidsvägning är ett mått på hur fort instrumentet reagerar på variationer av ljudet. Tidsvägd ljudnivåmätning kan ses som ett slags löpande medelvärde av ljudnivån.

De tre tidsvägningar som används är Slow (långsam), Fast (snabb) och Impulse (impuls). Där den standardiserade tidskonstanten för S (Slow – långsam) är 1 sekund och för F (Fast – snabb) 125 ms samt för I (Impulse – impuls) 35 ms. De två vanligaste använda tidsvägningarna är F och S. En ljudnivåmätare som är inställd på “Fast” kan registrera snabba växlingar i ljudnivån medan en inställning på “Slow” innebär att instrumentet reagerar mer långsamt. Om ljudnivån är konstant kommer båda inställningarna att visa samma nivå på bullermätaren. Olika bestämmelser och standarder definerar vilken tidsvägning som skall användas för en given mätsituation.

2) Integrerande-medelvärdesmätning som ger tidsgenomsnittlig ljudnivå

En integrerande ljudnivåmätare mäter den ekvivalenta ljudnivån (Leq) under en vald tidsperiod. Det vill säga att den ekvivalenta ljudnivån är som ett medelvärde över tiden. För förklaring av “Ekvivalent ljudnivå” se sidan Ljudnivå. Denna mätmetod refereras till som både “integrerande” (integrating) och “integrerande-medelvärdes”- (integrating-averaging) mätningar. Den senare termen är mest korrekt men båda benämningarna används.

3) Integrerande mätning som ger ljudexponeringsnivån

En variant på integrerande mätningar är att en integrerande ljudnivåmätare mäter ljudexponering (Sound Exposure) vilken uttrycks i enheten Pa²h / (Pascal Squared Hours). Men normalt räknar man om det till dB och ljudexponeringsnivå (Sound Exposure Level) vilket vanligtvis betecknas med “Lex,8h” eller “Lep,d” där d står för dag (8h). Exempel: Har vi en konstant ekvivalent ljudnivån (Leq) på 80 dB under 8 timmar får vi en ljudexponeringsnivå som är 80 dB. Bullerexponeringsnivå finns bl.a omnämnd på sidan för gränsvärden.

Olika typer av mätningar i olika instrument

Viktigt att veta är att ett instrument kan hantera ett, två eller alla tre typerna av mätningar. T.ex har oftast har en integrerande ljudmätare också funktion för att kunna göra tidsvägd ljudnivåmätning.

• Microprocessor

Behövs för bearbetning av mätdatat samt hantering av minneskretsen som lagrar all mätdata.

• Display

Ett ljudnivåmätare behöver ju också självklart en skärm (display) för att presentera mätresultatet. Som användare vill man ju ha en klar tydlig visning av mätresultatet oberoende av hur ljusförhållandena är vid själva mätplatsen.

Mätparametermätparameter

För att beskriva vilka mätparameter som avses så finns det ett gemensamt system med förkortningar. Ett ljudnivåvärde anges som ett stort L. Därefter vilken frekvensvägning (1) som används och sedan tidsvägning (2). Dessa två ska vara nedsänkta relativt ljudnivåvärdet. Finns det ingen angivelse kan man anta att A (A-filter) och F (Fast) har används då dessa två är vanligast.

Frekvensanalys i Oktavband & Tersband

frekvensbandfilterNär vi vill bestämma en ljudsignals frekvensfördelning kan frekvensområdet delas upp i flera olika sektioner eller frekvensband. Denna uppdelning sker med hjälp av olika bandfilter.

Ett bandfilter släpper fram frekvenser mellan en övre och undre gränsfrekvens, se figur. Med ett filters bandbredd avses avståndet mellan den övre och undre gränsfrekvensen.

För ljud- och bullermätningar är oktav- och tersband de vanliga filtertyperna. En oktav är ett frekvensband där den högsta frekvensen är dubbelt så stor som den lägsta frekvensen. Ett tersband har 1/3 bredd av ett oktavband.

oktavbandCenterfrekvenserna för oktavbanden mellan 31.5 Hz och 16 kHz är standardiserade enligt följande:  31.5 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz, 16 kHz

Vanligt är att en ljudmätare med oktavbandsfilter (1:1) har 10st standardiserade band från 31,5Hz till 16kHz. Medan en ljudmätare med tersbandsfilter (1:3) ofta har 33st band från 12,5Hz till 20kHz. Oktavbandsanalys ger en grov översikt av bullrets frekvensinnehåll och kan bl.a användas för att göra jämförande mätningar. Medan tersbandsanalys är att föredra när buller- och vibrationsmätningar används för att ta fram beslutsunderlag för åtgärder samt i byggnadsakustiska sammanhang.

Smalbandsanalys

smalbandsanalysIbland behövs ljudets frekvensinnehåll anayseras i ännu smalare frekvensband, så kallad smalbandsanalys. För detta ändamål används en spektrumanalysator med så kallad FFT-analys (Fast Fourier Transform) där signalbehandlingen sker digitalt. Ljudspektrat presenteras då uppdelat i ett antal linjer eller sammanbundna punkter.

Mätnoggrannhet

Även vid omsorgsfullt utförda bullermätningar har de uppmätta ljudnivåerna en viss onoggrannhet, vilket kan bero på bl.a:

• själva instrumentets onoggrannhet
• kalibreringen
• felaktig använding

Standard

En bullermätares egenskaper är internationellt standardiserad och den aktuella standarden att förhålla sig till är IEC 61672.  IEC 61672 specificerar två olika typer eller klasser nämligen klass 1 och klass 2.

Klass 1

Även benämningen precisionsinstrument används för ett klass 1 instrument då det ger mer noggranna mätningar än ett klass 2 instrument. Onoggrannheten vid mätning av ljudnivåvärden kan antas uppgå till ± 1 dB(A). Frekvensområdet är också större än för ett klass 1 instrument än för ett klass 2. Typiskt frekvensområde är 20Hz – 16 eller 20 kHz.

Klass 2

För en klass 2 mätare kan onoggrannheten vid mätning av ljudnivåvärden antas uppgå till ± 2 dB(A). Typiskt frekvensområde är 20Hz – 8 kHz. Då en klass 2 ljudmätare har en mindre noggrann specifikation har den generellt också ett klart lägre pris än en klass 1 mätare.

Din bullermätare skall vara klassad

Vilken typ av ljudnivåmätare du behöver beror på vad du skall mäta och vilken mätstandard du behöver uppfylla. Så fort dina mätningar skall användas i något sammanhang som ett juridiskt bevis är en klass 1 mätare att föredra då den har högre noggrannhet. För mer generella mätningar och fältmätningar räcker det oftast med ett klass 2 instrument. Vid köp av en ljudnivåmätare skall man alltid försäkra sig om att instrumentet har en klassificeringsmärkning, antingen IEC 61672 klass 1 eller klass 2. Om tillverkaren inte anger någon klassning/standard som instrumentet uppfyller så är det ingen mätare utan mer en indikator…..

Mer om Ljudmätare

Läs även “Varför skaffa en ljudmätare”.