Đánh giá độ chính xác của thiết bị đo và phân tích âm thanh VMU-SLM. 01

Thiết bị đo phân tích âm thanh VMU-SLM01 đã được chế tạo lần đầu tiên tại Đại học Hàng hải Việt Nam. Bài báo đánh giá độ chính xác của thiết bị VMU-SLM. 01.Các tác giả đã thực nghiệm đo và xử lý số liệu âm thanh tại Phòng thí nghiệm Viện NCPT, Phòng thí nghiệm động lực - Trung tâm thực hành Khoa Máy tàu biển và trên tàu Sao Biển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá độ chính xác của thiết bị đo và phân tích âm thanh VMU-SLM. 01 ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA THIẾT BỊ ĐO VÀ PHÂN TÍCH ÂM THANH VMU-SLM. 01 EVALUATING THE ACCURACY OF SOUND LEVEL METER VMU-SLM01 ĐỖ ĐỨC LƯU, VƯƠNG ĐỨC PHÚC Viện Nghiên cứu Phát triển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Tóm tắt Thiết bị đo phân tích âm thanh VMU-SLM01 đã được chế tạo lần đầu tiên tại Đại học Hàng hải Việt Nam. Bài báo đánh giá độ chính xác của thiết bị VMU-SLM. 01.Các tác giả đã thực nghiệm đo và xử lý số liệu âm thanh tại Phòng thí nghiệm Viện NCPT, Phòng thí nghiệm động lực - Trung tâm thực hành Khoa Máy tàu biển và trên tàu Sao Biển. Kết quả đo thu được của thiết bị trong các nghiên cứu có độ chính xác cao, sai số không quá 4.5% so với thiết bị chuẩn SVAN 954A của hãng SVANTEK. Từ khóa: Thiết bị đo âm thanh, bộ lọc âm thanh, phân tích âm thanh, SVAN 954A. Abstract The sound level meter, called by VMU-SLM01 was firstly built in Vietnam Maritime University.The article refers to the evaluation of the accuracy of the equipment VMU- SLM01. The authors carry out series sound experiments and the measured data processing at the following diesel working spaces: the dynamic laboratory of IRD - VMU; the diesel propulsion plant laboratory of Training center of The Marintime enginneering falcult; and the engine room of the SAOBIEN training ship. The obtained results of the data analysis on the sound propeties, measured by VMU-SLM01 and by the standard equipment SVAN 954A of SVANTEK company show that the differents of the studied features of the two parralell-obtained sound signals on the same working place are smaller than 4.5%. The research result proves that the made VMU-SLM01 of the authourds has the permit exactness. Keywords: Sound Level Meter, octave, noise analysis, SVAN 954A. 1. Đặt vấn đề Các tác giả của công trình [1, 2] đã phân tích việc chế tạo thiết bị đo và phân tích âm thanh theo công nghệ tích hợp bộ thu thập dữ liệu DAQ-NI (hãng National Instruments, Hoa Kỳ) và phần mềm lập tình trên LabView cũng của công ty này. Thiết bị đo và phân tích âm thanh đã được xây dựng lần đầu tiên tại Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, có tên là VMU-SLM01 (Sound Level Meter-VMU, phiên bản 01). Sau khi hoàn thiện thiết bị cần phải được hiệu chỉnh và đo thực nghiệm tại nhiều môi trường khác nhau để kiểm tra và đánh giá kết quả. Để hiệu chuẩn thiết bị đo tại phòng thí nghiệm nhóm tác giả sử dụng đồng thời thiết bị đo âm thanh SVAN 945 [3] của hãng SVANTEK có đầy đủ các chức năng (tuy nhiên chỉ có 1 kênh) và thiết bị phát âm thanh chuẩn luôn phát ra nguồn âm thanh có độ lớn 114dB (dùng để hiệu chuẩn). Thao tác đo được thực hiện lần lượt khi thay đổi các tham số trên giao diện người sử dụng (hình 1) dưới đây: Thay đổi trọng số A, C (Weighting); bộ lọc (1/3 Octave); chế độ đo (Mode); khu vực đo (Area). Trang thiết bị phục vụ thí nghiệm, đo, hiệu chuẩn: a. Vị trí thí nghiệm đo âm thanh khi các hệ động lực máy diesel hoạt động - Tại phòng làm việc của Viện Nghiên cứu Phát triển; - Tại phòng thí nghiệm động lực thuộc Viện Nghiên cứu Phát triển: diesel - máy phát điện, thay đổi tải bằng bể thủy lực (phòng thí nghiệm 1); - Tại phòng thí nghiệm hệ động lực thuộc Trung tâm huấn luyện thực hành - Khoa Máy Tàu biển: động cơ diesel lai phanh thủy lực (phòng thí nghiệm 2). - Tại buồng máy tàu SAO BIỂN thuộc trung tâm Huấn luyện thuyền viên. b. Trang thiết bị đo âm thanh - Thiết bị đo âm thanh chuẩn: SVAN 954A của hãng SVANTEK. - Thiết bị đo âm thanhVMU-SLM01 gồm: DAQ - NI (hai kênh), CPU và bộ microphone. Kênh 1 của thiết bị sử dụng Micro DM-1300 hãng TOA [4], kênh 2 - Micro loại G.R.A.S. Type 40PP [5]. Các micro này được lắp đặt trên giá đỡ, có thể thay đổi độ cao Boom Mic Stand [6] (hình 2). Khi đo Micro của thiết bị đo và thiết bị chuẩn được hướng đặt ở cùng vị trí để đảm bảo cùng độ lớn về tiếng ồn trong môi trường. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 81  Hình 1. Giao diện thiết bị đo Hình 2. Bố trí thiết bị khi đo thực nghiệm trên tàu Sao Biển Sau khi hoàn thành việc hiệu chuẩn, thiết bị được sử dụng để đo âm thanh tại các không gian có nguồn gây âm thanh nêu trên. Kết quả được phân tích, đánh giá và đưa ra sai số của thiết bị này tại các môi trường khác nhau theo công thức: Xi  X0 X  100% X0 Trong đó: X là sai số; Xi là giá trị đo được tại kênh thứ i (i=1 hoặc 2) của thiết bị đo; X0 là giá trị đo được của SVAN 945. 2. Kết quả đo âm thanh Trong phạm vi bài báo, chúng tôi trích dẫn một số kết quả đo và xử lý âm thanh từ cơ sở dữ liệu nghiên cứu khá công phu mà nhóm tác giả đã thực hiện. 2.1. Tại phòng làm việc của VNCPT Nhóm tác giá đo tại phòng làm việc của Viện nghiên cứu Phát triển, khi phát ra các nguồn âm có độ lớn khác nhau. Kết quả được thể hiện tại bảng 1. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 82  Bảng 1. Phân tích kết quả đo trong phòng thí nghiệm, Viện NCPT (dB) STT 1 2 3 4 5 6 7 8 SVAN 954A 58.0 64.0 71.0 85.0 96.0 114.0 119.0 125.0 VMU-SLM01 kênh 1 56.5 63.0 70.0 84.0 95.0 114.0 118.0 122.0 Sai số (%) 2.59 1.56 1.41 1.18 1.04 0.00 0.84 2.40 VMU-SLM01 kênh 2 58.0 64.0 72.0 86. ...