설비보전기사 소음측정원리 및 기기 — 소음계와 표준음 발생기

소음계는 인간의 청감 특성을 보정해 소리의 크기 레벨에 근사한 값으로 측정하는 기기다. A, B, C 가중 네트워크 같은 보정 회로를 내장해 주파수 대역별 민감도 차이를 반영하고 데시벨로 표시한다. 주파수 분석기는 소리의 주파수 성분을 분해해 보는 장비이고, 녹음기와 기록계는 소리를 저장하거나 기록하는 장치다.

측정 전에는 표준음 발생기로 소음계의 감도를 보정한다. 표준음 발생기는 정확한 주파수와 음압도를 발생시키고, 발생음의 주파수와 음압도가 표시되며 오차가 ±1dB 이내인 장치다. 방풍망은 바람 소음을 막는 장치이고, 동특성 조절기는 소음계의 회로 특성을 설정하는 부품이므로 보정 기기와 구분한다.

소음계의 동특성은 소음의 변동에 맞춰 고른다. 충격성 소음처럼 순간적으로 큰 소리는 빠르게 반응하는 Fast로 설정하고, 변동이 완만한 소음은 평균 수준을 보는 Slow로 측정한다. 충격성 소음을 Slow로 재면 순간적인 피크를 제대로 포착하지 못한다.

소음계의 청감 보정은 등청감 곡선을 바탕으로 한다. 등청감 곡선은 정상 청력자가 같은 크기로 느끼는 음압을 주파수별로 연결한 곡선이고, 1000Hz의 최소 청역 음압을 기준으로 한다. 사람의 귀는 낮은 소리와 매우 높은 소리에 덜 민감하므로 같은 크기로 들리려면 더 큰 음압이 필요하다.

파장과 주파수의 관계도 측정의 기본이다. 소리의 속도는 매질이 같으면 일정하므로 파장과 주파수는 반비례한다. 속도는 파장과 주파수의 곱이고, 주파수가 높을수록 파장은 짧아진다. 주파수가 소리의 속도에 반비례한다는 설명은 속도를 일정하게 두는 관계와 맞지 않는다.

같은 성질의 파동이 한 점을 동시에 통과할 때 그 점의 진폭은 각 파동의 진폭을 합한 것과 같다는 원리가 중첩의 원리다. 상대 운동에 따라 소리의 주파수가 달라지는 것은 도플러 효과이고, 파면이 어떻게 전파되는지를 설명하는 원리는 호이겐스 원리다.