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Misura del suono nell’ambiente reale

Nella pratica reale, la maggioranza delle misure sonore viene eseguita in camere che non sono ne anecoiche ne riverberanti – ma qualcosa fra questi due estremi. Ciò rende molto difficile la ricerca della corretta posizione di misurazione quando si desidera misurare il rumore proveniente da una data sorgente.

Nella determinazione dell’emissione proveniente da una singola sorgente, sono possibili parecchi errori. Se le misure vengono effettuate troppo vicino alla macchina, il livello di pressione sonora può variare sostanzialmente anche per le piccole variazioni di posizione.

Questa situazione si verifica ad una distanza inferiore a quella della lunghezza d’onda della frequenza più bassa emessa dalla macchina o a meno del doppio della misura maggiore della macchina, a secondo di quale dei due valori è il più grande.

Questa zona prende il nome di campo vicino della macchina, e i rilievi delle misure in questa zona devono essere eseguiti il meno possibile.

misura del suono nell'ambiente reale-SilenzioCasa

Altri errori possono verificarsi se la misura viene eseguita troppo lontano dalla macchina. In questo caso, le riflessioni delle pareti e degli altri oggetti possono essere altrettanto forti quando il suono diretto dalla macchina, rendendo impossibile l’esecuzione di misure corrette.

Questa zona viene chiamata campo- riverberante. Tra il campo riverberante ed il campo vicino c’è il campo-libero che può essere individuato ricordando che il livello cade di 6 dB raddoppiando la distanza dalla sorgente.

Le misure del livello di esposizione acustica dovranno essere eseguite in questa zona. È possibile tuttavia, che le condizioni siano così riverberanti o che il locale sia così piccolo da impedire la formazione di un campo libero. In questi casi alcune norme (ISO 3746) propongono delle correzioni per prendere in considerazione le riflessioni.

Il microfono nel campo sonoro

I tipi di microfono e i loro orientamenti nei campi sonori influiscono anche sulla precisione delle misure. Un microfono di misura deve avere una risposta in frequenza uniforme, e con questo si intende che deve avere una sensibilità uguale su tutte le gamma di frequenza.

Un microfono è normalmente classificato da uno dei tre tipi di risposta in frequenza caratteristica: campo libero (normalmente a 0° d’incidenza), pressione, e a incidenza causale ed è identificato dal tipo di risposta in frequenza. Le curve riportate sul diagramma sono per un microfono a incidenza causale.

È importante notare che qualsiasi microfono disturba il campo sonoro, ma il microfono per il  campo-libero è studiato in modo tale da compensare il disturbo provocato dalla sua presenza.

Il microfono a pressione è studiato per dare una risposta uniforme alle frequenze di livello di pressione sonora attualmente esistente, che naturalmente tiene conto della presenza dello stesso microfono.

grafico di microfono e campo sonoro

Il microfono ad incidenza causale è costruito per rispondere in maniera uniforme ai segnali che arrivano simultaneamente da tutti gli angoli, come nel caso dei campi sonori fortemente riverberanti o fortemente diffusi. (Per la maggior parte dei microfoni a pressione e a incidenza causale la loro risposta è molto simile, per cui i microfoni a pressione possono essere anche usati per misure ad incidenza causale).

In generale, eseguendo le misure in campo-libero (la maggior parte delle misure in esterni sono essenzialmente in campo-libero) si deve usare un microfono a campo-libero. In un campo-diffuso, il microfono deve essere il più omnidirezionale possibile.

La scelta del microfono più appropriato sarà determinato dalle norme nazionali o internazionali usate. Per esempio la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) specifica i fonometri con una risposta in campo-libero, mentre l’American National Standard (ANSI) prescrive l’utilizzo di una risposta a incidenza causale.

Se un microfono a incidenza causale è usato in un ambiente di campo-libero, la misura più accurata si ottiene quando questo è orientato in un angolo compreso fra i 70° e gli 80° rispetto alla sorgente sonora. Se puntato direttamente sulla sorgente, il livello misurato sarà troppo elevato.

Analogamente un microfono di campo-libero usato in un campo diffuso sottovaluta il livello di pressione sonora reale.

La risposta di un microfono a campo libero può essere modificata mediante l’adattamento di un risonatore acustico. Il risonatore incrementa la pressione in fronte al microfono ad alte frequenze, modificando così la risposta in modo da riprodurre un’incidenza causale.

Questi risonatori acustici devono essere usati per misure in ambienti interni (i.e. in un campo quasi-diffuso). In altri casi e quando le misure si svolgono all’esterno, si deve togliere il risonatore e dirigere il microfono verso la sorgente.

I fonometri moderni possono cambiare la risposta da campo-libero a incidenza causale, tramite circuiti elettronici interni.

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