مقدمه
به نظر میرسد که سر و صدای تماشاگران فوتبال کر کننده باشد، اما انرژی صوتی این سر و صدا به زحمت میتواند یک تخم مرغ را بپزد. تکنولوژی نوین و قوانین شدیدتر ، مهندسان را به مقابله با مسائل سنجش صدا فرد میخوانند. سر و صدای همسایههای شلوغ ، آزارندهای آشناست، اما صدای ماشین آلات سنگین گوش خراشتر است. مهندسان استفادههای سودمندی از صدا میکنند، از کاویدن بستر دریاها گرفته تا مهار آلودگی هوا ، اما در مهار آثار زیانمند صوت کمتر موفق بودهاند. یکی از دلایل عمده این عدم موفقیت ، مشکل تشخیص دقیق منابع صدا و ارزیابی درست صدای تولید است. البته این وضع در حال تغییر است. طبق برنامه قبلی ، قرار بود که در ژانویه 1991، "سازمان بین المللی استانداردها" (ISO) ، اولین دستورالعمل سنجش صدا را بر اساس تکنیکی که مستقیما انرژی منبع سر و صدای ناموزون را میسنجد، ارائه میکند.
در حال حاضر ، بسیاری از مهندسان تلاش میکنند تا
صدا را بر حسب فشار آن ، یعنی همان انرژی که ما را قادر به شنیدن میکند، بطور کمی بسنجند. این کار همانند اندازه گیری دمای خروجی از یک اجاق برقی بر حسب دمای ایجاد شده در نقاطی پیرامون آن است. همراه با استاندارد ISO، "کمیسیون بین المللی الکترونیک" (ICE) که استانداردهای تجهیزات برقی را تنظیم میکند، شرایط لازم برای ابزارهای "اندازه گیری انرژی" را در پایان سال 1991 اعلام خواهد کرد. این واقعیت که این دو استاندارد در ترتیبی غلظ ظاهر میشوند (استاندارد ابزار اندازه گیری بطور منطقی باید پیش از استاندارد تکنیک استفاده از آن تدوین شود)، بیانگر فوریتی است که مهندسان صوت شناسی برای ورود این ابزارها به محدوده کای خود قائلاند.
سر و صدای ناخواسته یا ناموزون به سلامت جسمی و روانی مردم ، بویژه مردم کشورهای صنعتی ، آسیب میرساند. اما کاهش سطح سر و صدای ناموزون آسان نیست.
عایق کاری دیوارهای خانه ، غالبا بهترین راه برای کاستن از صدای موسیقی یا دیگر صداهای خانه همسایه نیست. با عبور دادن صدا از مسیری پیچیدهتر میتوان از ورود آن به اتاق نشیمن جلوگیری کرد. از کارخانهای شلوغ یا در مجتمعی صنعتی که صدها ماشین ، محیطی مملو از صداهای پر انعکاس تولید میکنند، تعیین منابع اصلی صدا بسیار مشکل است.
خفه کردن صداهای اضافی
حتی اگر مهندسان بتوانند منبع صدا را شناسایی کنند؛ خفه کردن آن مستلزم تلاش بسیار زیادی است، زیرا پاسخ یا واکنش انسان به صدا ، بیشتر از آنکه خطی باشد لگاریتمی است. یعنی اگر بخواهیم بلندی صدایی را که شخص میشنود نصف کنیم، انرژی سر و صدای تولید شده را باید به یک دهم برسانیم: این کار دو چندان دشوار است، چرا که فقط کسر کوچکی از توان عملی یک منبع سر و صدا به صدا تبدیل میشود و کاهش چیزی که خود کوچک است، آسان نیست. این کار برای متههای بادی در حدود 0.1 درصد و برای روتور هواپیماها 0.001 درصد است. حتی در
بلندگوهای بسیار دقیق با طراحی ویژه هم ، یک یا دو درصد توان ورودی به سر و صدای ناموزون تبدیل میشود.
ممکن است تماشاگران فوتبال ، گروهی پر سر و صدا به نظر آیند، اما طبق محاسبات انجام شده ، در یک مسابقه پایانی در استادیوم ویمبلی لندن؛ تماشاگران انرژیی کمتر از 5000 پول تولید کردند که به زحمت میتواند تخم مرغی را بپزد. در 1932، دانشمندان ابتدا روشی نظری برای سنجش دقیق انرژی صدا ابداع کردند. اما به دنبال پیشرفتهای انجام شده در
الکترونیک حالت جامد و ارائه مقررات سختتر کنترل سر و صدا در دهه 1970 ، پرداختن تکنولوژی به علم صوت شناسی ، تازه در دهه 1980 آغاز شد. تا آن وقت ، پژوهشهای اندکی در زمینه مسائل علمی سنجش صدا بر این تعیین دقیق منبع صدا و اصلاح آن انجام شده بود.
راه حلهایی که تا کنون استفاده شده است، ناقص یا گران وقت گیری هستند. صاحبان ماشین آلات پر سر و صدا ، صرفا تجهیزاتشان را عایق کاری میکنند یا به کارگرانشان گوشی محافظ میدهند. در بعضی از موارد ، آنها ماشین آلات را به آزمایشگاههای
صوت شناسی میفرستند یا برای کشف چگونگی بی صدا کار کردن آن ، اسبابهای آزمایشی شخصی خود را بر پا میکنند. اما این کار ، بویژه برای تجهیزات قدیمی با سنگین خط تولید ، مشکل است. در حال حاضر ، مهندسان سرگرم تکمیل روشی به نام "
سنجش شدت صوت" هستند که منابع اصلی سر و صدای نامزوون را بدون نیاز به وسایل خاص صوتی مشخص میکند. آنها برای ثبت کردن جهت جریان و شدت انرژی صوتی را نقاط مختلف یک محل شلوغ ، "شدت سنج صوت" را ابداع کردهاند.
با این اطلاعات ، یک "نقشه تفصیلی صوتی" تهیه میشود که نشان میدهد سر و صدای ناموزون از کجا میآید. گر چه این روش برای کمک به صاحبان کارخانهها برای بر طرف کردن صداهای ماشین آلات پر سر و صدا طراحی شده است، ولی مصارف متنوع دیگری هم دارد. برای مثال ، این روش به سازندگان اتومبیل امکان میدهد تا اتومبیلهایی بی صداتر بسازند و به همسایگان کمک میکند تا آسودهتر در کنار یکدیگر زندگی کنند. تا قبل از ابداع شدت صوت ، مهندسان صوت شناسی این کار را با
میکروفونهای معمولی انجام میدادند که نوسانهای بسیار کوچک فشار هوایی را که ما به عنوان صدا تشخیص میدهیم، ضبط میکند. این میکروفونها مقدار فشار و بسامد نوسانها را اندازه میگیرند. نوسانهای فشار ، عامل اصلی ضایعات برگشت ناپذیر بر روی شنوایی ما هستند. تغییر فشار به اندازه یک نیوتن بر متر مربع یعنی معادل با فقط ده میلیونم فشار جو ، برای مردمی که بطور مداوم در کار روزانهشان در معرض صدا قرار دارند، خطرهایی جدی به بار میآورد. بیشترین خطر در بسامدهای بین 1 و 4 کیلو هرتزی است. مثل شنوایی ما ، که بین بسامدهای 1 و 2 یلوهرتز بیشترین حساسیت را دارد، این حساسیت نیز در بسامدهای پایینتر یا بالاتر از این حد افت میکند.
اندازه گیری سر و صدای ناموزون
شدت سنجها انقلابی در اندازه گیری صدا ایجاد کردهاند. امروزه ، قدرت صوت خروجی از هر نوع منبع و محلی را میتوان داخل یا خارج آزمایشگاه ارزیابی کرد. دیگر به اتاقهای گرانقیمت صوتی (آکوستیکی) نیازی نیست. منبع سر و صدای ناموزون در اتومبیلها را میتوان رده بندی کرد. عایق کاری صوتی دیوارها درها ، و محفظههای صدایی صنعتی را میتوان مستقیما اندازه گرفت و نقاط ضعف درزبندیها و حفاظها را به سرعت معلوم کرد. با این وسیله توان دریافت که مسیر اصلی انتقال سر و صدا بین دو خانه مجاور ، هم از طریق دیوارهاست و هم از کف خانه یا هم از طریق دیوارهاست و هم از کف خانه یا پنجرهها. این کار از صرف هزینههای غیر ضروری برای دیوارها در جایی که مؤثر نیست، جلوگیری میکند.
شدت سنجها میتوانند به جای اندازه گیری سرعت صوت خروجی از منابع صدا با اندازه یری سرعت جریان انرژی صوتی ورودی به درون اجسام به تعیین تأثیر جذب کنندههای صدا در ایستگاههای ضبط یا پخش صدا و تأثیر محل صندلی در سالن کنسرت ، کمک کنند. مهندسان با اندازه گیری صداهای اطراف یک صندلی و ثبت شدت صوت در نزدیکی سطح آن ، میتوانند تعیین کنند که چه مقدار صدا به صورت گرما از صندلی منعکس یا توسط آن جذب شده است. بکار گیری شدت سنجها برای تعیین منابع سر و صدایهای ناموزون ، همیشه با موفقیت همراه نیست، زیرا انرژی صوتی در محفظههای پر انعکاس در مسیرهای پر پیچ و خم جریان مییابد.
وقتی که انرژی صوتی به سطوح جامد در حال ارتعاش خیلی نزدیک باشد، میتواند یک ناحیه را ترک کند و وارد ناحیه مجاور شود. در دستهای یک کارشناس ، شدت سنج صوت میتواند نتایج ارزشمندی به بار آورد. از آنجا که میدانهای صوتی ، بویژه زمانی که با اجسام جامد برخورد میکنند و آثار بازتابی پدید میآورند، بسیار پیچیدهاند؛ ترمسیم نمودار میدانهای برداری شدت صوت و مسیر جریان انرژی امکان شناخت بهتر رفتار صوت را فراهم میکند. در نتیجه مزایای آموزشی ، فنی و اقتصادی که بر اثر استفاده از این ابزارها بدست میآید، اندازه گیری شدت صوت زمینه را برای خلق دنیای آرامتر فراهم میکند.
مباحث مرتبط با عنوان
