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サウンドレベルの測定

XL3 Schallpegelmesser

サウンドレベルの測定は、音や騒音の影響を把握し、それを適切にコントロールするために非常に有効です。

例えば、音楽やその他の音の音圧レベルを測定することで、気分や幸福感に与えるポジティブな影響を理解することができます。このように得られた情報を活用して、ポジティブな効果を促進する環境をデザインすることが可能です。

一方で、騒音レベルを測定することにも重要な理由があります。多くの国では、さまざまな環境での騒音レベルの上限を定めた規制があります。これらの規制は、騒音が人間の健康に及ぼす悪影響を軽減し、快適な生活環境を向上させることを目的としています。

サウンドレベルメーターは、音や騒音のレベルを測定するために最も広く使用されているツールです。

サウンドレベルメータとは

音:
音は、空気分子などの粒子が振動することで生じます。真空中では音は存在しません。人間は主に、聴覚を刺激する周波数での振動に関心を持っています。

騒音:
騒音には一つの明確な定義がありません。その定義は文脈や文化、さらには時間の経過によっても変化します。ある人にとっての音楽が、別の人にとっては騒音である場合もあります。最も一般的に使用される定義は、「望まれない、または不快な音」です。

サウンドレベルはどこで測定されるのでしょうか?

音圧レベルはどこで測定されるのか？

音圧レベルは、以下のようなさまざまな環境で測定されます：

  • 建築音響測定: オフィス、学校、病院などで他の部屋や外部からの騒音を評価します。これにより、建物内の部屋の用途が騒音によって妨げられないようにします。
  • 室内音響測定: 会議室、講堂、教室、コンサートホール、レコーディングスタジオ、空港、駅など、閉鎖された空間の音響特性を評価します。これにより、音楽やスピーチを聴く体験を向上させる設計が可能になります。
  • ライブイベント - サウンドレベルモニタリング: ライブイベントでの音圧レベルを測定し、観客の聴覚に不快感や損傷を与えないようにし、近隣住民への影響を抑えます。
  • 環境騒音測定: 騒音が近隣や環境に与える影響を評価します。
    • 建設騒音: 建設作業から発生する騒音レベルを、モニタリングします。これにより、騒音レベルが許容範囲内に収まることを確認し、作業員や住民の健康を守ります。
    • 産業騒音対策: 機械や産業活動からの騒音レベルを評価します。この情報をもとに、作業員の健康を守り、産業活動による環境への影響を低減します。
    • 鉄道騒音: 鉄道騒音が地域社会に与える影響を評価します。これにより、防音壁の設置や鉄道車両の設計改善などの対策が可能になります。
    • 空港騒音: 空港騒音が地域社会に与える影響を評価します。この情報をもとに、防音壁の設置や飛行経路や時間帯の変更などの対策を講じます。
    • 交通騒音: 交通からの騒音レベルを、モニタリングし、地域住民のためにそれを低減する措置を講じます。

サウンドレベルメータは、さまざまな分野で広く活用されています。具体的には、聴覚学、音楽制作、製品テスト、自動車騒音試験、音響法医学、音響強化システム、生体音響学、教育など、多岐にわたります。

サウンドレベルとは？

音圧レベル（Sound Pressure Level, SPL）は、音響測定において最も基本的な指標です。音圧レベルはデシベル（dB）単位で測定され、1930年代から広く使用されています。

音圧レベルは、音圧と基準圧力の比率の対数として定義されます。

SPL = 20 log10(p/pref) dB

p → 瞬間的な音圧（単位：Pa）
pref → 基準音圧 = 20 µPa     

 

音圧レベルをより関連性の高い情報として報告し、比較しやすくするために、いくつかの一般的なフィルターが適用されます。これらのフィルターを適用すると、LAFやLCSなど、よく見かける指標が得られます。

一般的なフィルター
周波数重み付け：

周波数重み付けは、人間の耳が音をどのように感知するかを考慮して適用されます。マイクロホンは、非常に低い周波数や非常に高い周波数を人間の耳よりも効率的に検出します。そのため、重み付けカーブによって低音域や高音域を減衰させ、人間が聞く音により近い形にします。

この重み付けにより、サウンドレベルメータによる客観的な測定値を、人間の主観的な反応と相関させることができます。

最も一般的な重み付けは A特性、C特性、および Z特性 です。

サウンドレベル測定の周波数重み付け特性について

 
時間重み付け：

人間は、短期間の音を「平均」として聞き取りますが、マイクロホンは急激に変化する音圧レベルをそのまま検出します。そのため、時間重み付けを適用して、レベルを平滑化します。これにより、音響測定器の表示が読みやすくなり、急激な変化が抑えられてスムーズな表示が可能になります。

時間重み付けは、測定期間によって定義されます。最も一般的なものには、Slow（S）があり、これは最も長い測定期間を使用します。次にFast（F）があり、比較的短い測定期間を用います。そして、Impulse（I）は瞬間的な測定に対応します。

時間重み付け特性Fast, Slow, Impulse について

 

用途に応じて、レベルを表現するさらに興味深い方法があります。詳細はこちらをご覧ください。

LAeq、LAFmaxとは？

パーセンタイル統計はどのように測定されますか？

サウンドレベルメータはどのように動作しますか？

サウンドレベルメータ（SLM）は、音の音圧レベル（SPL）を測定し、その値を数値として表示する機器です。

XL3 with M2340 Measurement Microphone

サウンド（信号）は、サウンドレベルメータを通過する際に、次の順序で処理されます。

  1. 膜: 音波がマイクロホンの膜を振動させ、この動きが電気（アナログ）信号に変換されます。
  2. プリアンプ: プリアンプがアナログ信号を増幅します。
  3. ADコンバーター: 増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換します。
  4. DSP: DSP（デジタル信号プロセッサ）が時間と周波数の重み付けを適用し、デジタル信号を処理します。
  5. ディスプレイ: 最終的に得られた音のレベルがディスプレイに表示されます。

音圧レベル測定のための測定器

 

XL3は、騒音測定、室内音響、建築音響用途に特化したプロフェッショナルなサウンドレベルメータおよびアコースティックアナライザです。直感的なユーザーインターフェースは、基本的な騒音モニタリング用途に最適化されており、専門家向けの高度な解析ツールも提供します。このサウンドレベルメータは完全にネットワーク化されており、どのモバイルデバイスからでも操作やデータアクセスが可能です。

特長

  • 多言語対応
  • タッチディスプレイ
  • シングルレンジ測定
  • 統合ウェブサーバーとファイルサーバー
  • バッテリー寿命８時間

 

XL3 インジケーター
瞬時レベル:

LAF, LAS, LCF, LCS, LZF and LZS.
一定期間内の音圧レベル:

LAFmax, LASmax, LCFmax, LCSmax, LCpk, LZFmax, LZSmax, LAeq, LAeq_dt and LAE
パーセンタイルレベル:

LAeqX% (Percentile levels X where X is between 1 and 99)
周波数指標:
  • オクターブスペクトラム (8 Hz - 16 kHz)
  • 1/3-オクターブスペクトラム (6.3 Hz - 20 kHz)
  • LAx、LCx、およびLZx：周波数xにおけるA、C、および非加重音圧レベル

音圧レベル測定を定義する

音圧レベルの測定に関するガイドラインや推奨事項は、環境音響、産業音響、建築音響、室内音響などのさまざまな分野において、以下の組織によって策定されています：

  • アメリカ国家規格協会（ANSI）
  • 国際標準化機構（ISO）
  • 欧州標準化委員会（CEN）
  • 国際電気標準会議（IEC）
  • 国際音響学委員会（ICA）

これらの規格は、各国、州、地方自治体のレベルで採用されます。規格は通常、騒音の量、持続時間、音源、さらには特定の時間帯への制限を設けています。代表的な規格には以下のものがあります：

  • ANSI S1.4： サウンドレベルメータの仕様
  • ANSI S1.11： オクターブバンドおよび分数オクターブバンドのアナログおよびデジタルフィルタの仕様
  • IEC 61672： 電気音響 - サウンドレベルメータ
  • ISO 9612： 音響 - 職場における騒音暴露レベルの決定 - 工学的方法
  • ISO 1996： 音響 - 環境騒音の記述、測定および評価
  • ISO 16032： 音響 - 建物内の設備からの音圧レベルの測定 - 工学的方法
  • ISO 3382-1： 音響 - 室内音響パラメータの測定

これらは音圧レベル測定を定義する多くの規格のうちの一部です。使用すべき具体的な規格は、用途に応じて異なります。

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