Prof.ª Marcus Antonio Viana Duarte Prof.ª Marcus Antonio Viana Duarte
Módulo: Acústica
Instrumentação básicaInstrumentação básicaem Acústicaem Acústica
Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Mecânica
Laboratório de Vibrações e Acústica
Grandezas do SomGrandezas do Som
Características Principais dos Características Principais dos TransdutoresTransdutores
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).
Faixa de Frequência e Sensibilidade
Faixa Dinâmica
Sensores de Som: Sensores de Som: MicrofonesMicrofones
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.
Sensores de Som: Sensores de Som: MicrofonesMicrofones
• Capacitivos:Capacitivos: Consiste de um diafragma metálico fixo, Consiste de um diafragma metálico fixo, montado próximo a uma placa rígida. O diafragma e a montado próximo a uma placa rígida. O diafragma e a placa constituem os eletrodos do capacitor. Empregado em placa constituem os eletrodos do capacitor. Empregado em medições de precisão.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.
Sensores de Som: Sensores de Som: MicrofonesMicrofones
Diâmetros de 1”, ½”, ¼”,1/8”.
Sensores de Som: MicrofonesSensores 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
Pré-amplificadorPré-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.
Influência do AmbienteInfluência do Ambiente
Sensores de Som: Sensores de Som: MicrofonesMicrofones
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.
Medidor de Nível de Medidor de Nível de Pressão SonoraPressão 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.
Medidor de Nível de Medidor de Nível de Pressão SonoraPressão Sonora
O DecibelímetroO 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 S1.25 - (1991) - Specification for
Personal Noise Dosimeters • ANSI S1.11 - (1986) - Specification for
Oitave Filters.
Padrões dos medidores de ruído conforme a aplicação
Padrões dos medidores de ruído conforme a aplicação
DecibelímetroDecibelímetro
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: 0.125 s). Alguns aparelhos possuem as constantes ‘impulso’ e ‘pico’( 0.035s).
♦ Faixa de medida de 30 a 140 dB. ♦ Calibrador.
Medidor de Nível de Medidor de Nível de Pressão SonoraPressão Sonora
Parâmetros:
•MaxL, MinL, MaxP
•SPL (Max Nível RMS em intervalo de 1s)
•Leq (Nível Sonoro Equivalente)
•Leq10,Leq50,Leq90
T
0 o2
2dt
P
)t(P
T
1log10Leq
Medidor de Nível de Medidor de Nível de Pressão SonoraPressão 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)
Precauções durante as medições
• O medidor deve ser colocado na posição de O medidor deve ser colocado na posição de trabalho dos operários e na altura do ouvido dos trabalho dos operários e na altura do ouvido dos mesmos;mesmos;
• Deve ser evitada a interferência do vento (2 m/s) Deve ser evitada a interferência do vento (2 m/s) no microfone do medidor. Para anular esse efeito, no microfone do medidor. Para anular esse efeito, existe um dispositivo denominado "windscreen" existe um dispositivo denominado "windscreen" que evita o "sopro" sobre o microfone;que evita o "sopro" sobre o microfone;
A distância do medidor à fonte de ruído deve estar A distância do medidor à fonte de ruído deve estar de acordo com as Normas ISO 1999, ISO 1966/1 e as de acordo com as Normas ISO 1999, ISO 1966/1 e as recomendações ISO R 131, R 266 e R 495;recomendações ISO R 131, R 266 e R 495;
Devem ser evitadas superfícies refletoras, que não Devem ser evitadas superfícies refletoras, que não sejam comuns ao ambiente. Assim, deve-se evitar que sejam comuns ao ambiente. Assim, deve-se evitar que o corpo da pessoa que faz a medição não interfira nas o corpo da pessoa que faz a medição não interfira nas medidas;medidas;
Recomenda-se fazer pelo menos 5 medições em Recomenda-se fazer pelo menos 5 medições em cada local;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;
Precauções durante as medições
Acelerômetros Acelerômetros PiezoelétricosPiezoelétricos
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.
Sonda de Intensidade Sonda de Intensidade SonoraSonora
A sonda de intensidade é constituída de dois microfones casados em fase montados face a face utilizando em espaçador entre eles.
Sonda de Intensidade Sonora
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.
Intensidade sonora é uma quantidade vetorial.
DosímetrosDosímetrosPequeno 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.
C
T +
C
T +
C
T +
C
T + ..... +
C
T
1
1
2
2
3
3
4
4
n
n
onde : Cn = tempo de exposição a um nível de ruído Tn = exposição diária permitida para aquele nível.
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