Приборы контроля шума и вибрации «Октава»

Группа «Октава+» (Москва) была основана в 1993 г. специалистами-акустиками для поставок импортной прецизионной шумовиброизмерительной техники с целью предложения российскому потребителю оптимального по соотношению цена/качество продукта.

После объединения Германии закончились поставки в СССР (и впоследствии в Россию) из бывшей ГДР шумомеров среднего качества Robotron. Остались лишь устаревшие отечественные приборы ВШВ и очень дорогие приборы Bruel&Kjaer (Дания). Тогда «Октава+» предложила отличные шумомеры Larson-Davis (США) по ценам ниже, чем у B&K. Очень скоро шумомеры и виброметры «Ларсон-Дэвис» стали популярными. За ними последовали не менее привлекательные акселерометры и датчики пульсаций давления от PCB Piezotronics (США). Возникшая конкуренция привела к общему снижению цен и улучшению обслуживания клиентов. Освоив импортные приборы, специалисты группы «Октава+» решили реализовать свои познания в области современной западной аппаратуры и оценки востребованности ее российским рынком — начать производство шумомеров и виброметров в России. В 1999 г. был реализован проект разработки и производства шумомеров и виброметров серии «Октава», которые не уступали импортным образцам аналогичного класса и были адаптированы к требованиям российских стандартов и санитарных норм. Сегодня «Октава+» является официальным представителем многих ведущих зарубежных производителей: LMS International (Бельгия), PCB Piezotronics и Larson-Davis (США), PolyTec (Германия), Kulite Semiconductor Products (США), DanTec Dynamics (Дания), GRAS (Дания), Sinus (Германия), TIRA (Германия). В 2006 г. компании «Октава+» и LMS начали совместно принимать участие в инжиниринговых проектах внедрения в российской промышленности современных компьютеризированных средств разработки новых моделей машин лучших измерительных технологий. Традиционно между измерительными приборами, предназначенными для контрольных и сертификационных испытаний, и системами, используемыми в исследовательских целях, существовала разница. Первые подлежат жесткому метрологическому контролю, их характеристики регламентируются разнообразными стандартами и проверяются в ходе ежегодных поверок. В результате подобное оборудование, как правило, имеет достаточно высокую цену, закрытую архитектуру и ограниченный набор функций (хотя порой и достаточно широкий). Вторые же, особенно в России, часто создаются самими пользователями из различных компонент (датчики, усилители, платы АЦП, компьютеры, специализированные пакеты программ). Здесь, наоборот, очень ценится открытость архитектуры и возможность добавления новых функций. Неизбежная плата за это — проблемы с метрологией. Метрологическая аттестация подобных систем, как правило, очень трудоемка и дорогостояща, и многие ею пренебрегают. Следствие — неизбежные конфликты на почве правильности измерений, выполняемых той или иной стороной. Новое поколение приборов серии «Октава» представляет собой инструментарий, позволяющий преодолеть эти противоречия. Приборы серии «Октава-101М» объединяют в себе функции классических прецизионных сертифицированных средств измерений и гибкие возможности исследовательских систем XXI века. Эти прецизионные шумомеры, виброметры и анализаторы спектра соответствуют российским и международным стандартам. По своим метрологическим и эргономическим характеристикам они не уступают, а по ряду параметров — и превосходят изделия ведущих мировых производителей.

Портативный трехканальный виброметр общей и локальной вибрации «Октава-101ВМ» позволяет в реальном времени одновременно по трем каналам (X, Y, Z) измерять октавные и третьоктавные спектры, а также корректированные уровни виброускорения в соответствии со стандартами ГОСТ 12.1.012, ГОСТ 12.4.012, ГОСТ 17168, ИСО 2631-1, ИСО 5349-1, ИСО 8041 МЭК 61260. Широкий (более 120 дБ) динамический диапазон виброметра позволяет без переключения усиления проводить измерения как очень слабых, так и экстремально сильных вибраций.

Интегрирующий шумомер-анализатор спектра «Октава-110А» может измерять не только все параметры звука, нормируемые в санитарных нормах и строительных правилах, но также инфразвук и низкочастотный воздушный ультразвук. Чрезвычайно низкий уровень собственных шумов прибора, высокая (50 мВ/Па) чувствительность микрофона и широкий (более 100 дБ) динамический диапазон позволяют уверенно измерять уровни звука и звукового давления как в жилье, так и на производстве. Прибор «Октава-110А» может дополнительно оснащаться опциями измерения общей и локальной вибрации. В приборах серии «Октава-101М» реализован принцип одновременности измерений. Например, в режиме «Звук» он одновременно измеряет и может сохранить в энергонезависимой памяти уровни звукового давления в октавах 31,5-16 кГц, в третьоктавах 25 Гц-20 кГц уровни звука с коррекциями А, С и Z (Лин). При этом каждый из этих параметров измеряется сразу с несколькими временными характеристиками: S, F, I, Lэкв, Пик (только для С и Z). Помимо текущих среднеквадратичных значений, сохраняются также минимальные и максимальные уровни для каждой временной характеристики. Благодаря применению современных технологий передачи данных возможности приборов серии «Октава-101М» выходят далеко за рамки функций классических шумомеров и виброметров. Разумеется, сама по себе цифровая связь прибора с компьютером открытием не является. Новой в данном случае является возможность в режиме телеметрии передавать большой (более 1 Мбит/с) объем информации на большие расстояния. С помощью этой технологии можно передавать как сами результаты измерения, так и просто оцифрованную временную реализацию сигнала. Передача данных может осуществляться либо по кабелю длиной до 300 м (в этом случае можно использовать кабель типа «витая пара», который продается бухтами в обычных магазинах электротоваров), либо по радиоканалу (в этом случае расстояние зависит от окружающей среды и может варьироваться от нескольких десятков до нескольких сотен метров). Наряду с цифровым выходом телеметрии приборы серии «Октава-101М» оснащены портом USB, который предназначен для обмена файлами с компьютером. При подключении прибора к компьютеру через USB-порт компьютер сам обнаруживает новое устройство хранения данных, и пользователь обычными средствами Windows может переписывать файлы из прибора в компьютер и обратно. В энергонезависимой памяти приборов «Октава- 101М» можно хранить не только файлы с измерениями, но и другие компьютерные файлы. Одновременно к одному компьютеру можно подключить несколько приборов «Октава-101М». Это очень удобно для создания недорогой системы, в которой несколько измерительных точек разнесены на десятки метров или перемещаются в пространстве (например, при измерениях звукоизоляции или при проездных испытаниях). Проездные испытания — это измерения на рабочих местах с ограниченным пространством (кабины транспортных машин, кранов, бульдозеров). Прибор (шумомер и/или виброметр) располагается внутри кабины. Оператор дистанционно управляет измерениями, находясь снаружи. Результаты сохраняются на жестком диске компьютера. Этот метод особенно удобен при измерениях звука и вибрации в тесных кабинах и других рабочих местах с ограниченным пространством.

Миниатюрный прибор Larson-Davis 703/706 закрепляется на спецодежде рабочего или просто кладется в карман (микрофон при этом крепится снаружи) и всю рабочую смену в автономном режиме измеряет и записывает в своей памяти через равные промежутки времени уровни звука, что дает самую объективную и полную информацию. Прибор компактен, имеет небольшой (около 200 г) вес и эргономичную конструкцию. Экономичное энергопотребление позволяет ему работать до 100 часов, используя всего две пальчиковые батарейки. Данные передаются на компьютер через инфракрасный порт (не нужны никакие кабели). Модель 703 — это модификация дозиметра, исключающая постороннее вмешательство в работу прибора. В отличие от модели 706, 703-я не имеет индикатора и клавиатуры. Настройка прибора, в том числе определение моментов запуска и остановки измерений, производится с помощью компьютера. Для управления прибором в полевых условиях можно использовать дополнительный пульт дистанционного управления.

Larson-Davis 824 — универсальная портативная система измерений и анализа звука, умещающаяся в небольшом корпусе современного шумомера. Базовая модель включает в себя функции интегрирующего шумомера-анализатора спектра и шумомера-регистратора. В режиме «шумомер-анализатор» прибор одновременно измеряет общие и корректированные уровни звука (А, С, Лин — «быстро», «медленно», «импульс»), эквивалентные, максимальные и минимальные уровни звука и уровни звукового давления в октавных или третьоктавных полосах частот в звуковом диапазоне. В режиме «шумомер- регистратор» прибор не проводит частотный анализ, но позволяет осуществлять длительный мониторинг шума с автоматической записью в память большого количества параметров (эквивалентные, максимальные, пиковые, минимальные уровни звука, доза, моменты превышения установленных порогов). По дополнительному заказу модель 824 может оснащаться опцией частотного анализатора 824-RTA с автоматической записью в память спектров (октавных или третьоктавных). Эта опция реализует также вычисление специальных величин, необходимых при исследовании акустики помещений (время реверберации RT60, критерии NC, RC). Опция 824-FFT позволяет производить БПФ-анализ с разрешением до 400 линий. Опция 824-AUD превращает модель 824 в систему калибровки аудиометров. Модель 824 оснащена цифровым интерфейсом RS-422. В комплект поставки входит программное обеспечение для связи прибора с персональным компьютером, передачи данных из прибора в ПК и их трансляции в текстовые форматы.

Шумомер Larson-Davis 831 — новейшая разработка компании Larson-Davis. Прибор обладает встроенной памятью 250 Мб (опционально 10 Гб) и внешней памятью 500 Гб через USB-порт. У него высокая производительность и надежная конструкция. Встроенная функция погодных условий улучшает точность измерений шума окружающей среды. Имеется и функция контроля условий труда. Прибор применяется для измерения уровня шума окружающей среды, степени безопасности условий труда, а также для исследовательских измерений. Свойства прибора — простое управление с помощью одной руки, время работы более 8 часов от батареек 4хАА, наличие внешнего разъема USB 2.0 и разъема AUX для записи акустического сигнала на внешнее устройство, а также для управления шумомером, выгрузка измеренных данных через модем системы мобильной связи, динамический даипазон 120 дБ, СК3 и пиковые значения с частотными коррекциями A, C, Z, СКЗ «медленно», «быстро», «импульс» (S, F, I), частотный октавный и третьоктавный анализ в реальном времени, запись звукового сигнала и голосовых комментариев, автоматическая запись в память измеренных данных во временном диапазоне от 20 мс до 24 часов (долговременный мониторинг), а также функция двухканального дозиметра шума.

Задача санитарно-гигиенического контроля шума и вибрации в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки осложняется тем, что уровень измеряемого фактора, как правило, сильно изменяется во времени. При кратковременных измерениях, например, в течение 5-10 мин. (и даже 30 мин., если следовать рекомендациям, выработанным еще в 80-е гг. прошлого века), вероятность получить статистически недостоверный результат очень велика. Методические измерительные ошибки порождают конфликтные ситуации вплоть до судебных разбирательств. Разработанные десятилетия назад методические указания сегодня малопригодны. С тех пор измерительная техника пережила несколько революционных этапов включая цифровую обработку сигналов и бурное развитие коммуникационных технологий. Благодаря этим достижениям в развитых странах появились апробированные методы автоматизированных долговременных измерений шума и вибрации. Долгое время основная масса отечественных специалистов не могла воспользоваться этими методами из-за отставания приборного парка. Теперь эта проблема снята. Новая разработка группы «Октава+» позволяет построить систему автоматизированного мониторинга шума, вибрации, инфра- или ультразвука на базе шумомеров и виброметров серий «Октава- 110/101АМ/101ВМ», которыми сегодня оснащено большое количество центров гигиены и эпидемиологии. Современная система мониторинга шума делает возможным своевременное получение достоверных данных, необходимых для правильной и всесторонней оценки состояния окружающей среды и вырабатывания мер по корректированию этого состояния. С большой точностью определяются интегральные параметры шума и вибрации — например, эквивалентные уровни звука за все время наблюдения или за каждые сутки, за дневное/ночное время, за каждый час, каждую минуту, за каждые 5 сек. Возможно получение статистических данных о шуме (какую долю времени наблюдения уровень шума колебался в заданном интервале) и полной картины распределения уровней по времени с шагом 1 дБА. Фиксируются максимальные и минимальные уровни за время наблюдения. Определяются статистические максимальный и минимальный уровни шума, как это принято в большинстве развитых стран, а именно максимальный уровень шума L5, который превышался в течение 5% времени наблюдений, и минимальный уровень L95, который превышался в течение 95% времени измерений. Это так называемые «процентили», или процентные уровни (в некоторых европейских странах нормируются не L5 и L95, а L10 и L90). Такие статистические показатели более представительны, чем абсолютные максимумы, которые могут быть вызваны единичными, исключительными событиями.

Подобное определение максимального уровня шума как уровня L1 дано в Санитарных нормах СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Теперь этот параметр можно измерить системой «Октава+». Сохраняются временная акустическая история и история событий (например, система фиксирует каждый факт превышения установленного экспертом порога шума, дату и время начала этого события и характеризующие его уровни звука). Можно соотнести результаты измерений с дополнительными неакустическими данными (например, с расписанием авиарейсов, данными метеостанции). Можно доказательно идентифицировать источник шума, вызвавший превышение допустимого уровня (например, путем видео- или аудиозаписи сигнала на мини-рекордер для последующего просмотра/прослушивания). В оптимальном варианте система мониторинга шума в помещении включает шумомер «Октава-110» или «Октава- 101АМ», ноутбук или существенно более дешевый карманный компьютер (КПК) и адаптер беспроводной телеметрии по радиоканалу OCT110-RF. Шумомер размещается в обследуемом помещении, микрофон устанавливается на штатив и подключается к шумомеру с помощью удлинительного кабеля EXC005R. Такая конфигурация обеспечивает максимальную гибкость в выборе измерительной точки. Ноутбук или КПК может располагаться в этом же или соседнем помещении. Программа 110_DM обеспечивает дистанционное управление прибором и передачу данных в компьютер с помощью беспроводного соединения. Эксперт калибрует прибор (уровень калибровки можно сохранить в памяти, чтобы обеспечить доказательность результатов в случае судебного спора) и настраивает систему — задает время и дату начала/окончания измерений, интервалы записи. После этого система работает в автономном режиме и сохраняет всю акустическую историю в компьютерном файле. В некоторых случаях целесообразно дополнить систему цифровым диктофоном, синхронизованным по времени с компьютером. После завершения измерений оператор получает полную шумовую историю — эквивалентные, максимальные и минимальные уровни за все время измерений, за дневное (ночное) время суток и другие параметры. Программное обеспечение позволяет синхронизировать промежутки времени, отличающиеся зафиксированными превышениями шумовых норм, с аудиозаписью для тех же моментов, полученной с помощью диктофона, и выявить причины повышенных уровней.

Дополнительно шумомер «Октава-110А/101АМ» может оснащаться опциями измерения инфразвука, ультразвука и вибрации. Поэтому изложенный выше метод длительного мониторинга может быть применен и для оценки этих факторов. Станция автоматизированного мониторинга городского шума включает всепогодный микрофон, шумомер «Октава-110А/101АМ», подключенный к специальному коммуникационному устройству, погодозащищенный бокс с климат- контролем и программное обеспечение. Результаты измерений аккумулируются на станции мониторинга шума и время от времени (например, раз в час или по запросу из центра управления) пересылаются на центральный компьютер по беспроводному соединению (GPRS) в виде электронной почты. Специальное программное обеспечение распределяет эти сообщения в базе данных, обрабатывает и формирует отчет. Таким образом, центральный компьютер может работать одновременно с неограниченным количеством пунктов контроля шума, причем они могут находиться в самых разных местах. Наличие выделенных линий связи не требуется. Автоматизированные пункты контроля шума целесообразно устанавливать на границах жилых зон, прилегающих к аэропортам, близких к строительным и промышленным объектам, являющимся источниками шумового загрязнения, а также к шумным участкам автомагистралей. Представителем группы «Октава+» в Беларуси является УП «Политест», принявшее активное участие в работе XII международной специализированной выставки EnergyExpo. Работавшие на стенде предприятия специалисты оказали ценную помощь в подготовке этого материала.

Сергей ЗОЛОТОВ


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 05 за 2008 год в рубрике оборудование и инструмент

©1995-2022 Строительство и недвижимость