SENSORE PER LA MISURA DEL RUMORE (IL FONOMETRO)

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1 SENSORE PER LA MISURA DEL RUMORE (IL FONOMETRO) Il fonometro è un dispositivo elettroacustico per la misura del livello di pressione sonora. La sua funzione principale p è quella di convertire un segnale acustico variabile nel tempo in un valore numerico che esprime il livello di pressione. Con riferimento allo schema, i principali componenti del fonometro sono: Banco di filtri 20 Hz Reti ponderatrici 25 Hz 31.5 Hz 40 Hz Reti rettificatrici Microfono I Attenuatore Amplificatore A B C Lin. 50 Hz 63 Hz 80 Hz 100 Hz 125 Hz.. Σ Slow Fast Impulse Peak II Attenuatore Indicatore 20 KHz

2 a.1. MICROFONI I microfoni sono di due tipi: microfoni a condensatore microfoni piezoelettrici. I microfoni i acondensatore sono costituiti i i da una piastra mobile, detta membrana, e da una piastra fissa, che costituiscono le armature di un condensatore piano. A seguito delle variazioni di pressione, la membrana entra in vibrazione, determinando variazioni della distanza dalla piastra fissa; poiché la capacitàacità di un condensatore piano dipende dalla distanza fra le armature, le variazioni di pressione si traducono in variazioni della capacità C secondo la: C S = ε d ε = costante dielettrica del mezzo all interno delle armature; S = superficie delle armature; d = distanza fra le armature.

3 a.2. MICROFONI I microfoni piezoelettrici sono costituiti da una membrana in materiale piezoelettrico. La peculiarità di tale materiale è quella di generare una tensione elettrica proporzionale al momento flettente a cui il materiale è sottoposto. Poiché il momento flettente indotto sulla membrana dalle onde di pressione acustica è proporzionale p al valore istantaneo della pressione stessa, la membrana genera una tensione elettrica proporzionale alla pressione acustica istantanea.

4 b. ATTENUATORE Lo scopo dell'attenuatore è evitare il sovraccarico dell'amplificatore, mantenendo l'ampiezza del segnale elettrico al di sotto di un valore detto soglia di saturazione. Infatti il funzionamento dell'amplificatore è lineare (segnale in uscita proporzionale a quello in ingresso) solo se l'ampiezza del segnale in ingresso è inferiore alla soglia di saturazione; in caso contrario si verificano distorsione del segnale e danni ai circuiti dell'amplificatore. c. AMPLIFICATORE La funzione dell'amplificatore lifi 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 di collegamento tra microfono ed amplificatore sono estesi, poiché durante le misure si trovano in posizioni distanti; è quindi necessario collegare un preamplificatore direttamente al microfono.

5 d. CURVE DI PONDERAZIONE Il segnale elettrico può essere filtrato con tre curve di ponderazione: curva A, curva B e curva C. Lacurva A èunfiltro avente una risposta in frequenza costruita in base alla isofonica a 40 phon: le componenti del segnale in uscita da tale filtro sono attenuate di una quantità pari alla differenza fra il valore in db della 10 isofonica a 40 phon e 40dB. Pertanto la 0 risposta del filtro è la curva simmetrica, -10 rispetto all'asse delle ascisse, della -20 isofonica a 40 phon, traslata di 40 db -30 verso l'alto. -40 Le curve di ponderazione B e C agiscono in modo analogo, e sono -60 costruite rispettivamente in base alle -70 isofoniche a 70 e 100 phon. -80 livello (db) livello (db) 120 curva di ponderazione A isofonica a 40 phon frequenza (Hz) frequenza (Hz) curva A -50 curva B curva C

6 e. BANCO DI FILTRI È costituito da un insieme di filtri, ciascuno dei quali di tipo passabanda,, con larghezza di banda pari ad una ottava od ad un terzo 0 di ottava; le frequenze inferiore, centrale e -10 superiore sono quelle standardizzate. Un filtro passa banda ideale ha una risposta in -20 frequenza pari a 1 all'interno della larghezza -30 di banda (banda passante), dove il segnale deve essere riprodotto linearmente, e pari a per il resto delle frequenze, dove il -50 segnale deve essere soppresso. Una risposta di questo tipo non è però -60 realizzabile. La norma impone che per frequenze pari ad otto volte la frequenza centrale, l'attenuazione del filtro sia superiore a 60 db mentre all'interno della banda passante sia compresa fra 0,5 db e 1dB. one (db) attenuazi 10 f m /8 f m /4 f m /2 frequenza f m 2f m 4f m 8f m

7 f. RETI RETTIFICATRICI ED INTEGRATORE Sono dei circuiti elettronici che permettono di ottenere il valore efficace della pressione acustica istantanea; il segnale di pressione acustica viene elevato al quadrato e poi integrato in intervallo di tempo stabilito (1000 ms nella rete slow e 125 ms nella rete fast). Il fonometro è dotato anche di due reti dinamiche: impulse e peak. La rete impulse opera con costanti di tempo diverse 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 u circuito integratore di tempo pari a 35 ms in serie con un circuito che consente di registrare il livello massimo raggiunto dal segnale acustico Reti rettificatrici Slow Fast Impulse Peak II Attenuatore Indicatore

8 DPCM 16 marzo 1998 Tecniche di rilevamento e di misurazione dell inquinamento acustico

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22 #1 [medio] 500Hz 40.5dB k 2 k 4 k 8 k 16 k #1 Leq 125ms A MAR 17/11/09 10h00m00s000 50,9dB 0h15m00s000 SEL 80,4dB h00 10h02 10h04 10h06 10h08 10h10 10h12 10h14 Spettro

23 File Decreto 16 marzo 1998 Ubicazione #1 Sorgente Tipo dati Pesatura Punto 1 diurno.cmg Azienda agraria Leq Inizio 17/11/ Fine 17/11/ Tempo di riferimento Diurno (tra le h 6:00 e le h 22:00) Componenti impulsive Conteggio impulsi 0 Frequenza di ripetizione Ripetitività autorizzata 10 Fattore correttivo KI Componenti tonali Fattore correttivo KT Componenti bassa frequenza Fattore correttivo KB Presenza di rumore a tempo parziale Fattore correttivo KP Livelli Rumore ambientale misurato LM Rumore ambientale LA = LM + KP Rumore residuo LR Differenziale LD = LA - LR Rumore corretto LC = LA + KI + KT + KB A 0,0 impulsi / ora 0,0 dba 0,0 dba 0,0 dba 0,0 dba 50,9 dba 50,9 dba 50,9 dba