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
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.
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.
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.
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 100 80 60 40 20 isofonica a 40 phon 0 10-20 20 40 80 160 315 630 1250 2500 5000 10000 20000-40 -60-80 frequenza (Hz) frequenza (Hz) 10 20 40 80 160 315 630 1250 2500 5000 10000 20000 curva A -50 curva B curva C
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 -40 0 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
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
DPCM 16 marzo 1998 Tecniche di rilevamento e di misurazione dell inquinamento acustico
#1 [medio] 500Hz 40.5dB 70 60 50 40 30 20 10 16 31.5 63 125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k 16 k #1 Leq 125ms A MAR 17/11/09 10h00m00s000 50,9dB 0h15m00s000 SEL 80,4dB 70 65 60 55 50 45 40 10h00 10h02 10h04 10h06 10h08 10h10 10h12 10h14 Spettro
File Decreto 16 marzo 1998 Ubicazione #1 Sorgente Tipo dati Pesatura Punto 1 diurno.cmg Azienda agraria Leq Inizio 17/11/09 10.00.00.000 Fine 17/11/09 10.15.00.000 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