Construção de um sistema de medição acústica em terços de bandas de oitavas

Abstract

De maneira geral, sistemas embarcados para medição acústica e de ruído são caros e de capacidade de armazenamento relativamente limitada. Históricos de níveis de pressão sonora, níveis equivalentes, assim como os espectros de ruído obtidos, em tempo real e com possibilidade de gravação dos dados, são de grande importância para o monitoramento de condições acústicas de ambientes. A necessidade de operadores, mesmo com equipamentos comerciais portáteis, torna o monitoramento das condições acústicas de ambientes relativamente onerosa. A obtenção de históricos no tempo assim como os espectros do ruído medido permitem a correta tomada de decisão frente a tratamentos acústicos necessários para a redução da exposição ao ruído e, portanto, ao bem-estar das pessoas usuárias de ambientes potencialmente insalubres e prejudiciais ao sistema auditivo. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de sistema de medição de ruído através de programação com uso do software Matlab© e uso de um microfone de eletreto. Criou-se um sistema de forma que seja possível obter nível de ruído em diversas escalas de ponderação à semelhança dos decibelímetros existentes, assim como desenvolveu-se rotinas que permitem o cálculo de dose de ruído, Leq e exibição do espectro de frequência em bandas de oitavas ou em terços de bandas de oitavas. Ao final, verifica-se que o sistema se mostra bastante adequado para as medições, apresentando resultados bastante satisfatórios. As curvas de calibração do microfone utilizado são feitas com o uso de uma pequena câmara e de um gerador de sinais aplicado à um alto-falante que fornece a fonte de ruído nas bandas de frequência investigadas. Como referência para as calibrações e medições realizadas, se faz uso de um decibelímetro e um calibrador comercial. A curva de correção do microfone gerada mostra a necessidade de um maior ajuste em altas e baixas frequências do espectro audível, enquanto nas frequências intermediárias a correção é de menor magnitude. Medições com o sistema proposto para um ambiente ruidoso mostram que o sistema é adequado e pode substituir um decibelímetro em situações onde investigações preliminares sejam necessárias, sendo possível a gravação e acesso remoto dos dados obtidos.

Generally speaking, embedded systems for acoustic noise measurement are expensive and have relatively limited storage capacity. Time histories for equivalent levels of sound pressure as well as the noise spectrum analysis, in real-time evaluation with the possibility of data recording, are of great importance for acoustic environment condition monitoring. The need for operators even with portable commercial equipment makes the monitoring of acoustic conditions relatively arduous to perform. Obtaining time histories as well as sound spectrum of the measured noise allow making the correct decision towards acoustic treatments to reduce noise exposure, and consequently to secure the well-being of people who experience potentially unhealthy environments that are harmful to the auditory system. This academic work develops a prototype system for noise measurement, implemented and programmed in Matlab© software, along with an electret microphone. A system is developed for making it possible to obtain noise levels using different weighting scales, like existing sound level meters, and routines that evaluate the sound dose exposure, Leq and frequency spectrum, which is exhibited in octave bands and in one third of octave bands. At the end of the evaluation, it is verified that the system proved to be very suitable for this kind of acoustic measurement. The correction curves for the microphone are performed using a small acoustic camera, along with a signal generator connected to a speaker, which provides the noise source for the investigations over the frequency bands. As a standard to the calibrations and measurements performed, a sound level meter and a commercial sound level meter calibrator are used. The calibration curves shows slightly higher correction values near the upper and lower frequencies within the hearing range, at intermediate frequencies, the system needs minor corrections. Measurements taken with the proposed system on a noisy environment showed that the system is adequate and can replace a sound level meter in situations where preliminary investigations are necessary, making it possible to record measurement data and to have remote access to it.