Спеціальні дослідження в галузі акустики та віброакустики
Дослідження в області акустики проводяться практично виключно стосовно виділених приміщень (блоку виділених приміщень). Об'єктом досліджень у цій галузі є огороджувальні конструкції приміщення, всі канали, що відходять, трубопроводи та інші інженерні конструкції.
Методика проведення досліджень та норми захищеності у цій галузі визначаються нині або НМД АРР, або відповідним доповненням до СТРК.
Об'єкти контролю (ВП)та їх короткий опис.
Перелік приміщень, що межують з ВП(в усіх напрямках, «за сферою»). У цьому розділі рекомендується наводити план СП, їх розміщення стосовно суміжних приміщень.
Перелікогороджувальних конструкцій (ОК).
ОБ'ЄКТИ КОНТРОЛЮ ТА ЇХ ОПИС
Огороджувальні конструкції. Розгляд огороджувальних конструкцій має проводитися насамперед з їх докладної структурної побудови. Усі стіни, перегородки, перекриття мають бути докладно описані. Це необхідно для обґрунтування проведення (або відмови від проведення) конкретних акустичних чи вібраційних вимірів. Неважко зрозуміти, що вимірювати акустичну захищеність капітальної стіни (цегляна кладка 640 мм, штукатурка 20 мм, каркас - дерев'яний брус 40 х 40 мм, 40 мм мінвата, декоративна ДСП 20 мм) безглуздо. А захищеність перегородки (гіпсокартон 12,5 мм, залізний профіль 75 х 40 мм, зазор 100 мм, гіпсокартон 12,5 мм, шпалери) оцінити просто потрібно.
При описі огороджувальних конструкцій особливу увагу необхідно приділити прорізам, проломам, тріщинам, зазорам. Кожен із таких «звуководів» вимагає контрольного виміру, оскільки здатний звести до нуля захищеність будь-якої огороджувальної конструкції. Відсутність/наявність таких «неоднорідностей» у що захищаютьконструкціях має обумовлюватися у протоколі окремо. Приклади опису огороджувальних конструкцій та інструментального контролю (ІК) наведено у Додатку до цього курсу.
Вікна.Опис вікон має бути не менш докладним. Оскільки від виду скління, матеріалу рам та віконної коробки, числа стекол, розмірів та кількості окремих фрамуг залежить кількість контрольних точок вимірювань, а, отже, і обсяг СІ, витрати на них.
Двері. Такий же докладний опис.
Інженерні конструкції (ІЧ).
Контролируемая зона. Як зазначалося вище - конкретне, «прив'язане» до потенційних каналів витоку.
Досліджуване приміщення має бути проаналізоване, насамперед, з погляду визначення конкретних меж контрольованої зони, причому окремо для акустичних (включаючи ненавмисне прослуховування) та вібраційних каналів. Зазначимо, що інформація про межі контрольованої зони має бути сформована до початку спеціальних досліджень та її підготовка не входить до комплексу спеціальних досліджень. Це вихідні дані замовника.
Так, наприклад, кордон КЗ для акустичної мовної інформації (за рахунок ненавмисного прослуховування) може пройти по конструкціях, що захищають, а в системі вентиляції - по площині вентиляційної решітки в найближчому до ВП приміщенні навпроти. А може пройти і технологічним вікном у вентиляційному коробі у фальшстелі коридору безпосередньо поруч із виділеним приміщенням. Зовнішня стіна виділеного приміщення (стіна будівлі), включаючи вікна, може бути межею контрольованої зони, якщо це перший поверх, а якщо це більш високий поверх і потенційний противник не може бути поблизу неї, то в цьому напрямку канал витоку (акустичний, за рахунок ненавмисного прослуховування) можевідсутня. Варіантів може бути багато, і кожен є підставою для проведення/непроведення вимірювань у тому чи іншому напрямку.
Аналогічно аналізуються потенційні вібраційні канали можливого витоку стосовно меж контрольованої зони для них. Так, наприклад, за наявності власного, розташованого в межах контрольованої зони теплопункту (котельні) система опалення взагалі не утворює каналу витоку. А за наявності прямого міського теплопостачання доведеться вирішувати, де пройде межа контрольованої зони для даного каналу - трубами на виході з будівлі або трубами при виході з виділеного приміщення. Різниця для спеціальних досліджень дуже суттєва.
Вигляд проведеного контролю (атестаційний або поточний).
Види розвідок, яким здійснюється протидія, види каналів витоку та конкретні напрямки.
У цьому розділі, на підставі всього вищевикладеного та початкового завдання, визначаються всі основні елементи виділених приміщень, які мають бути інструментально досліджені (виміряні).
Опис вживаних заходів та засобів захисту.
У розділі описуються всі заходи та засоби захисту. Насамперед - активні, тобто. системи акустичного та/або вібраційного зашумлення. Пасивні заходи типу звукопоглинаючих покриттів, прокладок, обшивок, ущільнювачів тощо. зазвичай описані вище. У цьому розділі рекомендується наводити фотографії та/або схеми розміщення колонок або вібродатчиків зашумлення, вказувати схеми їх підключення до генераторів та іншу інформацію, що полегшує вибір конкретних точок вимірювання для оцінки ефективності систем захисту.
Перелік вимірювальної апаратури. Зміст цього розділу досить докладно викладено вище.
Таблиці результатіввимірювань та розрахунку показника протидії. У даному розділі наводяться короткі умови проведення вимірювань, розміщення конкретних точок вимірювань та елементів вимірювального комплексу. Рекомендується наводити фотографії розміщення елементів вимірювального комплексу по відношенню до конструкцій, що вимірюються, або давати схеми їх розміщення. Як правило, це простіше та інформативніше, ніж словесний опис. Для конкретних точок, що відрізняються за методикою виміру від інших, рекомендується описувати ці відмінності.
У точній відповідності з нормативно-методичними документами з акустичної розбірливості мови (АРР) розраховуються співвідношення сигнал/шум у кожній октавній смузі, а якщо хоч одне з них не відповідає нормі, то розраховується значення словесної розбірливості.
У Додатку до цього посібника наведено приклади таблиці вимірювань та розрахунків відповідно до нормативно-методичних документів щодо акустичної розбірливості мови.
Висновок.У цьому розділі наводяться зведені висновки щодо захищеності (або незахищеності) всіх ОК та ІЧ досліджених ВП та ефективності експлуатованих САЗ.
ЗАСОБИ ВИМІРЮВАННЯ
Вся затверджена методика вимірювань у галузі акустики та віброакустики заснована на вимірі двох величин – звукового тиску (у повітряному середовищі) та віброприскорення (на поверхні твердого тіла). Обидва параметри вимірюються спеціалізованими приладами - шумомірами з датчиками, що підключаються до них, - мікрофоном і акселерометром. Додатково необхідно джерело акустичного тест-сигналу, тобто. генератор-підсилювач з акустичним випромінювачем – колонкою. Оскільки найчастіше вимірювання проводяться на шумовому тест-сигналі (що не виключає й інших сигналів), джерело бажано мати «шумовий». Звуковий тиск,розвивається з відривом 1 м джерелом бажано мати щонайменше 100 дБ. При менших величинах акустичного тиску виділення небезпечних сигналів і натомість перешкод каналу витоку досить складно чи взагалі неможливо. Вкрай бажано мати можливість гнучко регулювати амплітудно-частотні характеристики джерела. Найчастіше буває необхідна можливість збільшення рівня сигналу заданій смузі частот.
Сам шумомір повинен бути за класом точності не нижче II класу (як і вимірювальний мікрофон і акселерометр, що входять до його складу).
В даний час має «ходіння» досить велика кількість шумомірів фірми RFT (колишня НДР) моделей 00 017, 00 23, 00 019 та ін. Це досить зручні, малогабаритні прилади I-II класів. Застосовуються і вітчизняні аналоги (шумоміри серії ВШВ). Цілком успішно експлуатуються і «старі», і сучасні шумоміри найвідомішої фірми В& До різних моделей. У принципі, не так важливо чийого виробництва прилад, аби він відповідав необхідним вимогам, був справний, повірений і вважався у Державному реєстрі.
До мікрофонів особливих вимог не пред'являється, аби вони були достатньою точністю. Практично всі зараз використовують стандартні конденсаторні напівдюймові мікрофони. Моделей таких мікрофонів величезна кількість і перераховувати їх немає сенсу. Необхідно відзначити тільки, що використання в таких мікрофонах поляризуючого напруги (зазвичай 200 В) і високий вихідний опір самого капсюля призводить до необхідності експлуатувати їх при безпосередньому підключенні до шумоміру (або підсилювача) без кабелів. А якщо є виносний підсилювач, то він пов'язаний з шумоміром досить товстим, багатожильний кабелем, який далеко не завжди можна «просунути» в якусьвузьку щілину. Дуже ефективним виходом із цього положення є застосування ICP мікрофонів та акселерометрів, які малогабаритні, включають до свого складу підсилювач і мають дуже низькі (від одиниць до сотень Ом) вихідні опори. Їхнє харчування проводиться по сигнальному коаксіальному кабелю. Цей кабель може бути виконаний дуже тонким та гнучким. Довжина кабелю може сягати десятків метрів.
Приблизно те саме можна сказати і про акселерометри. Придатна для використання будь-яка модель, якщо вона справна та повірена, проте є й додаткові вимоги. Маса акселерометра повинна бути якнайменше, щоб не вносити помітну похибку при встановленні на скло (бажано не більше першого десятка грам), а їх чутливість - не нижче 50 мВ/мс 2 . Для вимірювань в особливо тихих умовах рівень власних шумів акселерометра повинен бути мінімально можливим.
Для зарядових акселерометрів паспортну чутливість неважко перерахувати через вхідні параметри попереднього підсилювача. Власна резонансна частота акселерометра повинна лежати помітно вище за робочий діапазон частот (бажано вище 8 кГц). Це особливо важливо при встановленні акселерометра на голці, коли його резонансна частота різко знижується.
Крім перерахованого, обов'язковим елементом комплексу засобів вимірювання є акустичний калібратор (еталон звукового тиску). Моделів таких калібраторів більш ніж достатньо. Це і «старенькі» PS-101, 0005 (RFT), сучасні CAL-200, CAL-250 (L&D), кілька моделей В&, відрізняються, практично в основному ціною. Будь-яка з цих моделей, відповідним порядком повірена, може застосовуватись. Калібрування мікрофонів необхідне перед кожною серією вимірювань. Особливо при вимірюванні температури навколишньогосередовища, атмосферного тиску (наприклад, при вимірюваннях у двох приміщеннях, розділених кількома поверхами). Професійний метролог додасть: «Відкалібрувати «до» та «після» виміру».
Окремо необхідно сказати про існуючі автоматизовані вимірювальні системи (комплекси). Таких систем нині існує три. Це комплекси «Трап», «Спрут» та «Шепіт», які мають відповідні сертифікати Держтехкомісії РФ.
Комплекс «Трап» реалізує методику вимірювання, яка відрізняється від затвердженої та чинної. Крім того, використовуючи як тест-сигнал «плавний тон», цей комплекс може давати помітні помилки за рахунок неминучої інтерференції тестового сигналу в досліджуваному ВП. Практично їм необхідно виконувати в кожній точці не один, а кілька вимірів із усередненням отриманих результатів.
Комплекси «Спрут» та «Шепіт» позбавлені цього недоліку та повністю реалізують затверджену методику вимірювань.
До відмінностей (і переваг) комплексу «Шепіт» можна віднести застосування в його складі сучасного інтегруючого шумоміра Larsen&Davis моделі 824. Прецизійний інтегруючий шумомір I класу, введений в Держреєстр засобів вимірювань, дозволяє виконувати не одне, а величезну кількість вимірювань2 ), середня результат за встановлений оператором час. Такий метод вимірювання точно відповідає метрологічним стандартам і стандартам вимірювань у галузі акустики та віброакустики.
Крім того, система "Шепіт" автоматично "вибирає" мінімальні значення при вимірюванні рівнів фонових шумів (що передбачено чинною методикою).
Джерело тестового акустичного сигналу «Шурхіт-2МІ» має п'ятисмуговий еквалайзер, що дозволяє міняти його АЧХ.
Прецизійні радіоканали, що повіряються, дозволяють відносити ICPмікрофон та акселерометр на значну відстань від комплексу, розміщувати їх практично у будь-яких важкодоступних місцях, у тому числі і за стінами приміщення та на інших поверхах. При підключенні датчиків на кабелях довжина останніх становить 20 м у штатній комплектації (може бути збільшена/зменшена на окреме замовлення).
Опційно в комплекті системи «Шепіт» може постачатися високочутливий РСВ 352В акселерометр.
Система «Шепіт» веде базу даних з усіх виконаних вимірів, «нагадує» оператору про необхідність описати всі елементи виділених приміщень для протоколу, значно полегшує налаштування та оптимізацію засобів активного захисту у виділених приміщеннях.
Взагалі застосування автоматизованих систем при проведенні спеціальних досліджень у галузі акустики та віброакустики переважно, оскільки їх використання виключає багато можливих помилок оператора, значно підвищує точність вимірювань та спрощує створення фінального протоколу.