.@
. vrn~SKAP. KUNGL TEKNISKA HÖGSKOLAN
KONS:
MWL
Institutionenför Farkostteknik
Marcus Wallenberg Laboratoriet
för Ljud- och Vibrationsforskning
INBROTTS LARMET INFERNO
Akustiska prestanda och hörselpåverkan
av
Lars Kjellström
TRITA-FKT Examensarbete 1997:5
ISSN 1103-470X
ISRN KTH/FKT fEX--97 /5--SE
Adress
MWL
Inst. för Farkostteknik, KTH
100 44 Stockholm
Besöksadress
Teknikringen
Stockholm
8
Te/efon
08 790 89 27
Telefax
08 790 61 22
Datorpost
[email protected]
Sammanfattning
På uppdrag av MultiSound Technology har sirensystemet Inferno undersökts med
avseende på tekniska prestanda samt medicinsk påverkan (hörselskador).
Inferno, som är avsett att vara ett komplement till befintliga larmsystem, är uppbyggt av
fyra separata kanaler. De fyra kanalerna generar fyrkantsignaler av PWM-typ (pulse Width
Modulated) som förstärks och matas ut till separata högtalare. Genom att använda en
mycket hög ljudnivå och välja grundtonsftekvenserna för de olika kanalera nästan lika
erhålls ett mycket irriterande ljud. Ljudnivån för ett komplett system har uppmätts till
125 dB(A) (lm).
I syfte att fastställa hur larmet samverkar med olika lokaler uppmättes akustiska data för
en bensinstation, en bilverkstad, ett klassrum och ett kontor. Dessa lokaler kan antas
represe~tera tänkbara larmobjekt. Mätningarna visar att ljudet absorberas tämligen
effektivt i de flesta lokaler. Vid bedömning av larminstallationer rekommenderas därför att
direktfåltet rar vara dimensionerande och att efterklangsfåltet ses som en extra marginal.
Ett undantag utgör akustiskt mycket hårda lokaler, till exempel rum med betongväggar
och minimal inredning. I denna typ av rum rar efterklangsfåltet betydelse vilket resulterar i
att ljudnivån inte blir lika beroende av avståndet till larmet.
För att kunna bedöma risken för hörselskador i samband med Inferno har olika normer
studerats. Dessa normer är främst avsedda att användas för att bestämma risken för
bullerskada på arbetsplatser och bygger på daglig ljudexponering under ett helt arbetsliv.
Eftersom inbrottstjuvars arbetstid är svår att fastställa är dessa normer svåranvända i fallet
Inferno. Ett undantag utgör dock ISO 1999:1990 där exponeringsförutsättningarna kan
väljas mer passande. Om man räknar med en ljudexponering på 125 dB(A) i l minut per
dygn under ett års tid blir risken för hörselskada 13 %. Denna risknivå är i stort sett
densamma som brukar användas vid fastställande av gränsvärden för bullerexponering.
Under ovanstående exponeringsförutsättningar kan alltså Inferno betraktas som ofarligt.
Forskning visar att lång vilotid (tystnad) mellan ljudexponeringarna minskar skaderiskerna.
Intermittent och kortvarigt ljud, 3-4 minuter, är också fördelaktigt.
Båda dessa förutsättningar kan antas gälla för Inferno.
'Förord
Detta arbete, som utförts på uppdrag av Multisound Technology AB, utgör
examensarbete inom civilingenjörsutbildningenvid Kungliga Tekniska Högskolan.
Handledare har varit Göran Lind (Multisound Technology AB) samt Ragnar Glav (MWL,
Kungliga Tekniska Höskolan).
Förutom ovan nämnda personer villjag även tacka Björn Hagerman vid Karolinska
Institutet som varit till stor hjälp vid litteratursökningen samt Kent Lindgren, MWL, för
goda råd och assistans vid mätningarna.
Lars Kjellström
Stockholm, januari 1997
Innehållsförteckning
l. Inledning
1.1 Bakgrund
1.2 Syfte
2. Larmets komponenter och dess samverkan med olika lokaler
2.1 Larmets komponenter
l
l
l
2
2
2.1.1 Tongenerator
2.1.2 Förstärkare
3
2.1.3 Högtalare
6
2.2 Larmets samverkan med lokalen
6
7
2.2.1 Matematisk beskrivning av ljudfåltet
2.2.2 Hur fastställs absorptionsfaktorn ad för en lokal ?
9
11
2.2.2.1 Absorptionsfaktor för några olika lokaler
12
2.2.3 Jämförelse mellan beräknad och uppmätt ljudnivå
17
2.3 Slutsats
3. Bedömning av risk rör hörselskada
3.1 Anatomioch audiologi
3.2 Normer för bedömning av hörselskaderisker
3.2.1 Allmänt om normer
3.2.2 Tillämpningav normer på Inferno
3.3 Diskussion och slutsats
Referenser
18
19
19
22
22
24
27
29
Bilagor
Bilaga l
Tabell över uppmätta samt omräknade ljudnivåer i tersband
Bilaga 2
Ljudeffektbestämning enligt ISO 3745-1977
Bilaga 3
Justeringsinstruktion för ljudkort till Inferno
Bilaga 4
Signalspecifikationför digital tongenerator till Inferno
Bilaga 5
Tabeller över ljudnivåer i tersband för olika riktningar
Bilaga 6
Använda parametrar i ISO 1999:1990
Bilaga 7
Instrumentförteckning
1. Inledning
1.1 Bakgrund
Iden till Inferno väcktes när innovatören Dick Edvinsson fick sin båt förstörd av
inbrottstjuvar. Han insåg då behovet av ett lann som gör det omöjligt för förövaren att
stanna kvar på brottsplatsen. Jämför med konventionella larm som visserligen påkallar
omgivningens uppmärksammhet, men ändå tillåter tjuven att fullfölja ett snabbt tillslag.
Olika principers för- och nackdelar undersöktes. Valet föll till slut på ett ljudbaserat
system. Ett mycket starkt och irriterande ljud gör folk illamående samtidigt som ingenting
i omgivningen tar skada. Systemet behöver ej heller laddas om som i fallet med rök.
Tic års experimenterande ledde fram till sirensystemet Inferno. Det omfattande
t;tprOvningsarbetet hade dock medfört att pengarna böljade ta slut, varför
~.s:dapitalbolaget Företagsbyggarna AB kontaktades. Tillsammansbildade man
~.b:risound Technology AB. En viktig anledning till att Företagsbyggarna valde att skjuta
ri: Gpital var att Dick Edvinsson lyckats patentskydda principen för Inferno (alltså
principen för det använda ljudet, ej själva konstruktionen). Multisound Technology AB
sysselsätter idag cirka fem personer med utveckling, ekonomi och försäljning.
Försäljningen har precis kommit i gång och man har valt att i första hand sikta in sig på
butiker, lagerlokaler, varuhus och liknande lokaler där ett inbrott orsakar kostnader på
minst 50 000 kronor. Det kan noteras att USAs federala polis FBI, som är mycket
intresserade, har köpt två system.
1.2 Syfte
Till grund för detta arbete ligger nedanstående önskemål och funderingar.
Lannets tongenerator justeras idag subjektivt med hjälp av hörseln. Eftersom detta är mer
eller mindre omöjligt att göra om tillverkningsvolymernablir stora, behöver man ta fram
någon form av objektiv justeringsinstruktion. En allmänteknisk dokumentation av lannet
är också önskvärd.
Larmets effektivitet är i viss mån beroende av i vilken lokal det installeras. Rum med hög
ljudabsorption ger en annan ljudutbredning än ett med låg dito. För att kunna ge korrekta
installationsanvisningarbehöver alltså kopplingen mellan högtalare och lokal undersökas.
l
Många kunder har funderingar kring den ljudnivå som används. Hur stora är riskerna för
hörselskador? Kan en inbrottstjuv som blir hörselskadad av Inferno stämma
larminnehavaren?
Rapporten har delats in i två delar. Den första delen beskriver de olika ingående
komponenterna samt hur larmet samverkar med olika lokaler. I den andra delen utreds
eventuella risker för hörselskador.
2. Larmetskomponenteroch dess samverkan med lokalen
2.1 Larmets komponenter
Inferno är alltså ett sirensystem. Det innehåller ej några givare eller detektorer utan ansluts
till befintliga larmsystem. Det är uppbyggt av fyra separata system som vart och ett
genererar en signal som förstärks separat och matas ut till varsin högtalare. Totalt ingår
alltså ett ljudkort med fyra tongeneratorer, fyrkanalig effektförstärkare samt fyra
högtalare. Systemet finns också i en dubbel variant med åtta högtalare och heter då
Inferno X. En större modell med en speciell sammmanbyggd högtalare är också under
utveckling. Larmets komponenter tillverkas externt. Ihopmontering och justering görs
dock än så länge av Multisound Technology AB.
Undersökningen inleddes med att mäta upp systemets akustiska prestanda enligt nedan.
.
80 +
60
40
20
+
:.
,
:.
..
..
,...
1..
1
!II!'
!il
.
.
1"'
:,
"1'
:
,.
..
.
1 1 +1 te
i,
!,
...........-.......,
.
.
i
DI ! mi i lit
!II
mi i DI
: m.L.
. mil !DI
.fil .i m
I!I.'..m
..~.im.+n.Hm..r.mTDI..i.1Mi ro [m i
o
I()
'<t
.....
_
M
1
1
I I iI iI
.,l.
, ..~.
, -+,
I
l
i
.I()
N
.
i
i mi
~
I()
1mI-f,J
~
~
M
c:o
<0-
~
o
i
..
I
'i"
,
i
T-""
.
I
~
I()
N'
.....
~
<O
~
o
N
Figur 1. Ljudnivå i tersband, uppmätt 1 m rakt framför högtalare. Se också bilaga 1.
2
Total vägd ljudtrycksnivå: 124 dB(A), l m
Ljudeffekt enligt ISO 3745 (l högtalare) : ~11a = 118,6 dB
(4 högtalare 124,6 dB)
Se också bilaga 2.
2.1.1 Tongenerator
Efter omfattande uppmätning av ett masterljudkort kan följande sägas om de genererade
signalerna.
S:gna.Iernaär av PWM-typ (Pulse Width Modulated) och har alltså utseendet av
-
\
"i.gor med varierande pulsbredd Pw.
--------Pwo
PL
PW1
PL
PW2
PWn
Egm 2. Signalens utseende
Pulsbredden ökas linjärt med hjälp aven rampfunktion som repeteras med
l
frekvensen f =T;amp
~
~
Tramp
Figm 3. Rampfunktionens utseende
På begäran av Multisound Technology AB är värdet på Trampsekretessbelagt
3
rrI
Rampfunktionens periodtid är gemensam för alla fyra kanaler. Rampens lutning, som
bestämmer hur snabbt pulsbredden ökas, justeras dock individuellt för varje kanal.
De fyra kanalernas grundftekvenser har ställts in parvis lika. Tack vare skillnaden i
ramplutning erhålls på detta sätt i varje ögonblick ett ljudspektrum med fyra mycket
närliggande toner, något som uppfattas som högst irriterande av det mänskliga örat.
Fenomenet brukar kallas svävning.
Nedanstående tabell sammanfattar uppmätta data för de fyra kanalerna.
l
I
i
II
Kanal
l
Pwo :t2,5Jls PL :t2, 5JlS
142
208
LiPw :tlJls
54
Lästa f, Hz
2469 :t15
Högsta f, Hz
2857 :t20
2
208
142
48
2513 :t15
2857 :t20
3
193
142
54
2571 :t15
2985 :t20
4
193
142
48
2611 +15
2985 :t20
Tabell 4. Uppmätta data
Vågformen kan beskrivas med hjälp av följande algoritm:
=
Pwn Pwo+k.n
n=O,1,2,3
där
,N-l
p wn är den n:te pulsens bredd
N är antalet pulser under en rampperiod
N = 1',.amp
T;,.medel
1',.amp
(
P.
wo
+ P, +.!. ~
L
2
w)
k är en konstant som beskriver hur mycket Pw ökas för varje n
k
= LlPw
N
där 9>w är maximal pulsviddsvariation.
4
Detta ger:
54
K3!:a! l
PWII= 208+-.n
NI
~r
,' .,..,
-.
P_ = 208
...
-...-.;
48
n
]\l2'--
11<;:
,N]-J
,N2-J
n=O,J.2
'4
p~_= :93 - ~..n
-'3
~..::
f.JSn=O,J,2
~
:
~
.:'
~~
48
= _':7j--:;:--n
f.JS n=O,J,2
N3-J
f.JS n= ° , J, 2
,N4-J
~
r ~en2
==..=:~
"Y."'-~ ~
gör lämpligenmedhjälpav oscilloskop.Eftersompulsvidden
csciIloskopskärmen att ge en bild med nedanstående utseende.
APw
~~-
8!so~davsignalen
~~rdningen
bör vara följande:
: :~~g
av rampfunktionens längd, Tramp.
~g
av grundfrekvensens pulsvidd, Pwo.
3 ~;jnrnng
av pulsviddsvariationen,APw.
Se också bilaga 3.
:-c~eneratom är i dagsläget uppbyggd av analog elektronik. Dock utreds möjligheterna
z:: z:r:ända digitalteknik. Ett problem med digitaltekniken är att den begränsas av ett
~~a tidsintervall, i dagsläget cirka 200 ns. (Snabbare processorer finns men är betydligt
~.)
Enligt ovanstående signalbeskrivningär kravet på minsta tidsintervall lika med
5
minsta skillnaden mellan de fyra k:na. Detta ger 35 ns. För att digitalteknik skall kunna
användas måste alltså pulsviddsökningen modifieras på något sätt. Detta görs lämpligen
genom att rampfunktionen delas in i ett antal diskreta nivåer. Om antalet nivåer sätts till 10
kommer vaIje delintervall att omfatta 0,1'1;amp'På grund av örats tröghet, eller rättare
sagt hjärnans tröghet, kommer denna upphackade rampfunktion säkerligen ändå att
uppfattas som en kontinuerlig funktion. Tio nivåer medför att minsta tidsintervall blir
500 ns vilket inte bör innebära något problem. I bilaga 4 återges den kompletta
kravspecifikationen för digitalt genererade signaler.
2.1.2 Förstärkare
Den nuvarande förstärkaren är ursprungligen tänkt för bilstereobruk och har en märkeffekt
på 100 W per kanal. Den i praktiken tillgängliga effekten har dock visat sig vara betydligt
lägre. Eftersom denna förstärkare är dyr i inköp och alla dess funktioner ej används, finns
långt gångna planer på en egen konstruktion som är bättre anpassad till uppgiften. Till
exempel behöver inte ftekvensomranget uppfylla HiFi-krav. Enligt ovanstående
tersbandsanalys bör ftekvensområdet sättas till 2000-10000 Hz. Dock ställs höga krav på
kort stigtid för att kunna hantera fyrkantvågor.
2.1.3 Högtalare
Högtalare av homtyp används. Dessa har hög verkningsgrad samt god riktverkan. Det
senare ger möjlighet att koncentrera ljudet i önskad rikning. I nedanstående diagram visas
högtalarens uppmätta riktfunktion i horisontal- och vertikalplan för tersbandet 2,5 kHz.
Mätvärden för fler tersband finns tabellerade i bilaga 5.
o
o
90
90
-40
-20
90
90
o dB
Figur 5. Horisontell respektive vertikal riktfunktion för tersbandet 2,5 kHz.
6
-40
-20
o dB
~en
visar att spridningsvinkelnhorisontellt och vertikalt är 60° respektive 90°
~;?;! vinkeln symmetriskt fördelad kring mittaxeln). Spridningsvinkelndefinieras här som
;leC'~el "id vilken ljudtryksnivån sjunkit 10 dB jämfört med mittaxeln. Högtalaren är
=Zrb:ned effekttåligheten 30 W. Vid mätningarna förstördes två högtalare, förmodligen
;-å ~=.=d a".'allt för lång kontinuerlig drift. Detta är ej att betrakta som normalt driftfall.
::=d: cm- problemet beaktas vid konstruktion av ny förstärkare. Mätningarna gjordes med
==?-:>.~
p:acerad i det medföljande höljet.
:.: ~:=.d1 sanl"erk;m medlokalen
~
== == --::.-.;.:(et
en ljudkällalåter är sombekantberoendeav dess omgivning.Vi vet
<-=:=- ::.a.i.. sw: ool1nadpå att stå på ett öppet fält och skrikaoch att göra sammasak i
::= - .
. )7~r.;ika- På fultet finnsinget somhindrarljudetsutbredning.Kyrkansväggar
~;'. =::;':2L :..1remotreflekterar ljudet och samlar upp det i den volym som begränsas av
.:--.:..::::::::.
---~r.?peIl om hur ljud samverkar med olika lokaler brukar kallas rums- eller
~..t
"'~-\;j'ik En förutsättning för att ljud skall kunna behandlas med rumsakustiska
=c=:zr r ~ ;-.ldets våglängd A.är mycket mindre än rummets dimensioner. Om så är
~
r:-"' .;=c--2gornases som strålar och behandlas med liknande metoder som används
=
~
:>etta villkor uppfylls av Inferno som arbetar med våglängder kring 0,12 m
: : rl!z
~-"':'"7P':b;ukar delas upp i två delar, direkt- och efterklangsfält. Direktfåltet utgörs av de
-
.;::~ som kommer direkt ftål) ljudkällan och alltså ej har reflekterats. Denna del av
;; ,:~ i:" a:-:sä oberoende av omgivningensbeskaffenhet (om hänsyn ej tas till
~
~
-.;
~.:=,:~ediumets luftfuktighet och liknande). Om ljudkällan är liten i förhållande till
.";tr~crCen kommer direktfåltet att spridas sfäriskt. Ljudtrycksnivån är då endast beroende
:!ucr"'5låndettfu källan. Ljudtrycket blir i detta fall omvänt proportionellt mot avståndet i
r~""2l.. För ljudnivånL gäller då L
- -2Iog(r) . För ljudkällor med riktverkan
L;"''''~'!I eras ljudet naturligtvis till en mindre del av sfären.
~gsfii1tet
är den del av ljudet som består av ljudstrålar som har reflekterats minst
~ .:~~~ Ett specialfallav efterklangsfålt är det diffusa fåltet. Som namnet indikerar har
~
i detta fålt ingen dominerande riktning utan alla rikningar är lika sannolika.
::et:E =ebär att ljudnivån i ett diffust fålt är lika i alla punkter, eller uttryckt på ett annat
s;t::.,e&ergitätheten8 är konstant i rummet. För att ett idealt diffust ljudfält skall erhållas
7
krävs att ljudvågorna reflekteras diffust. Diffus reflektion innebär att ljudvågorna,
oberoende av infallsvinkel,reflekteras i alla riktningar. Motsatsen till diffus reflektion är
speglande reflektion då reflektions- och infallsvinkelär lika.
Figur 6. Speglande respektive diffus reflektion.
Ideal diffus reflektion existerar knappast i verkligheten. Ett någorlunda diffust fält kan
dock erhållas om ljudvågorna hinner reflekteras många gånger innan de dör ut. På så sätt
uppfylls villkoret att alla rikningar är lika sannolika. En förutsättning för att ljudvågorna
skall reflekteras många gånger är förstås att energiförlusten vid varje reflektion är låg.
Denna förlust brukar benämnas absorptionsfaktor a. a beror av ljudvågens infallsvinkel
samt av frekvensen. I nedanstående tabell ges a för några olika material vid frekvensen
3 kHz.
Material
Absorotionsfaktor,
ad
0,03-0,05
Betong, tegel
Giosskivor
0,05-0,10
0,05-0,10
rmm
0,05-0,10
0,30-0,50
0,50-0,60
0,02
Tabell 2. Medelabsorptionsfaktor ad för några olika material vid 3 kHz.
8
1.1.~ ~fat-!IItisk
: ~ ro;j~e
besJah.~ing av ljudfältet
härleds kortfattat ett uttryck för ljudnivån orsakad av det totala ljudfåltet. Vi
~ö:;ar med den del som efterklangsfåltet bidrar med. Kort efter det att ljudkällan startats
. .,,,3.,ecergibalans ror efterklangsfåltet. Detta innebär att den effekt som tillförs från
.:;...~'tet
3~:;
efter reflektion är lika stor som den effekt som förloras på grund av
..3Il..
::~ ~~rda effektenkan tecknas:
~...: = ~ a:...: - a d) där
WJcjlla
är den effekt källan avger
CZd
är medelabsorptionsfaktorn
=-:::: ~--t'erade
_ _
E~
~
effekten är:
::....eld--S där Edär energitätheten i efterklangsfåltet
c är ljudhastigheten
S är rummets yta (väggar + golv + tak)
- -.: ~
-
måste,somnämntsovan,dessaeffektervara lika:
-
- ...~ - E. -c-a d-S
4(1- a d)
~
4
=>Ed=
-
WIeäIla
c.ad-S
~==.:...~ c. -C'{~r.er. om sfiirisk spridning antas:
or-
-r
'PWO'
~
-
- -:-..- C
där r är avståndet till källan
r
är källans direktivitetsindex. För Infernos högtalare, som
har spridningsvinklama60° och 90°, blir r=8.
9
Den totala energitätheten erhålls genom att addera Edoch Edir:
Eror
=E
d
+ E..lir
=4(1-
ad)
c.ad.S
o
Wkdlla
+
r
o
Wkälla
407ror2.c
Sambandet mellan energitäthet E och ljudtryckets effektivvärde 'fl är, om planvåg antages:
där po är densiteten för luft, 1,2 kg/m3.
c är ljudhastigheten i luft, 340 mls.
Beroende på källans utformning kan planvågsantagande antas gälla vid sfärisk utbredning
om avståndet till källan är större än ungefår en tredjedels våglängd. För Inferno blir detta
avstånd litet, mindre än 0,2 m.
Sambandet mellan ljudtryckets effektivvärde och ljudnivånLp är:
-2
Lp = 101og( ~ )
PreJ
Sammantaget ger detta:
r
4(1-ad)
Lpror= ~lla + 1Olog(407r.r 2 + a.S
d
)
Detta uttryck bygger alltså på att efterklangsfåltet är diffust. För källor med mycket stark
riktverkan eller lokaler med stort a är dess giltighet begränsad. Notera också att faktorn r
talar om att totala ljudnivån är rikningsberoende. Befinner man sig utanför ljudkällans
spridningsvinkel exponeras man alltså endast för efterklangsfåltet.
Ibland kan det vara intressant att veta vid vilket avstånd från ljudkällan som direkt- och
efterklangsfåltet har samma styrka. Detta avstånd kallas för efterklangsradien och fås ur
ovanstående formel som:
re=
r.ad.S
(l-ad).1607r
10
:..:..:
~
H~
? ==:!:: ~
abscrptionsfaktorn
~ z::-.~
=.. :..~
C".~~PI"~'; e uttryck för Lptot måste man förstås känna till Lwkällaoch
tr :;:'~
T.-:~
-' ~~""'-
CXd
iår en lokal?
och kan för en given källa mätas upp en gång för alla.
= ~
~
C~~?ror olika lokaler, och måste därför bestämmas för
:,~=-"'~~~hom lläkan bestämmas som:
~~ .:::'~
- ..-
- -- ----
-
== ::...;;-.:::.~ ~:.~
absorptionfaktor
..:- i::"=- ~ ::e.";.z::s at-ea
: .!:"~
=~
~~
=-=-=:e:~~
==- = =- 7:'~~.z.
~: = =- :;:: sr
~-=.
-.
--
~~
~.:-~
~
_-~ ~.-S S&.~ efter omfattandeexperimentställaupp ett
-.
"""
;-. S
ror en lokalär relativtenkelatt mäta.
E..~erl.~:.?~gsriden
~...~
-!- -~
.
.,..-,..,~.....- 'V..~v-'
-=-~~":.~.ernssom d~ rid det tar ror ljudnivån att sjunka 60 dB när
===-=--~
:::
=-:-:--.r"2""',:S
E::ns det ett enklare sätt att bestämma eLd.
_ .- -,a
-.~ -~ t:"r~!:u
~_7t
= ~;:>~etom }10rär stort. Dessutommåste man
-~-"",-.,.~~",;"~mho;n och efterklangstiden T:
-
==
., 2.,.~-
~
~
:;r.-en 3mande samband har gjorts av C F Eyring. Eyring antar i
~~
~.
et :efieiaioner mot en delyta kan beskrivas av
-::~.c=e:; mr bi~omialfördelning. Genom att kombinera detta med uttrycket
-::- ~ ~.i:oo::cas ma medelvägställdehan upp följandesamband:
T~
~ =~"';53
':" , .., ~, l a d
=:>ad
=1-
e-(O,l63-VIT.S)
Il
Skillnadenjämfört med Sabine är faktorn ln(l-eld) istället för a.dsamt ett minustecken
(som beror på logaritmen). Om eldär mindre än 0,3 är den numeriska skillnadenmellan
dessa uttryck mindre än 10 %. Detta innebär att om man misstänker att absorptionen är
större än 0,3 bör Eyrings formel användas.
II!
I
Det bör noteras att både Sabines och Eyrings formel förutsätter diffust ljudfålt.
2.2.2.1 Absorptionsfaktor för några olika lokaler
För att kunna fastställa några olika lokalers absorptionsfaktorer har efterklangsmätningar
gjorts för fyra lokaler:
. Bensinstation
.
.
Klassrum
.
Kontor
Bilverkstad
I kontorslokalen fanns Infemc installera:, "i!ket gjorde det möjligt att kontrollera den
tidigare härledda formeb ror :otå
ljudnivån.
Mätningarna gjordes far ckIz<.~
:: och 4 kHz med hjälp aven kalibrerad ljudkälla
som kunde stängas av f'-a.L E.frerH~g>fOrloppetregistrerades på en nivåskrivare. För att
fastställa mätutrusmingens ~
gjordes en efterklangsmätning i ett ekorntt
mätrum. Detta rum ha: ar: och C21~ efierklangstiden T=O.Mätsystemet gav dock
T=0,20 s vilket a1hså~ ~
',"a.'"2
:nätutrustningens nedre gräns.
Bensinstation (Shell, Ropsten)
Inredning:
Klinkersgolv, väggar oct ~~
l-S dm. Tak med akusrikp~~
:: _2 =ec ~~
~swrleksordningen
Representerar: Butikslokaler inom der.a..'"-"'~!'~!'
-
-Fristående
hyllor
11m
Figur 7. Måttskiss for bensinstation.
v = 11 x 6,5 x 2,5
= 179m3
S = 2 x 2,5 x 11+ 2 x 2,5 x 6,5~ 2 xl: x 6,5=:.3:'-:=
Uppmätt efterklangstid:
2 kHz
T=O,22 s
___ a d =1-
4 kHz
T=O,22s
~
ad
_ (~,r-.....__.
~
e ~,,=. '>'~_:30:) ="""~
=0,44
8.0,44.230
Efterklangsradie
re= ,/(l-0,44).16.;r
= 5.31rl
.
Om efterklangsradienjämförs med lokalens ~
13
~
ött:~tet
do~erar.
Bilverkstad (DS bil- och båtservice, Marieberg)
Inredning:
Betong i väggar, golv och tak, verktyg, bilar
Representerar:
Verkstäder, garage, lagerlokaler
Bil
:«I
i5
Q)
.&J
...
-<
Bil
Takhöjd 2,4 ID
Figur 8. Måttskiss ror bilverXstad
v = 6 x 8 x 2,4 = 115m3
S=2x2,4x6
2x2,4x8-2.6x8=163m2
Uppmätt efterklangstid:
2 kHz T=O,47 s
=:>a . =: -e--<J, s oSC :63 = O22
'
4 kHz T=O,44 s
---7 _ ~
Efterklangsradie re = ~ 1 "...... :63
:6-7
-",,~
,
_~
.-
Klassrum (D32, Kungl. tekniska högskol.2:l
Inredning:
Putsade väggar, parkettgc~..
Representerar: Kontorslokaler och ut~~-1TC;:'~~
I
~
.r
-
Bänkar
10,5m
Figur 9. Måttskiss for klassrum.
V
= 10,5 x 6,5 x 3 = 205m3
S = 2 x 3.10,5 + 2 x 3.6,5 + 2 x 10,5.6,5
= ::Jg~
Uppmätt efterklangstid:
2 kHz T=0,62 s
=>
ad
=1- e-I
4 kHz T=0,52 s
=>
ad
= 1-
O,;53-:IJS J 5::3:
e -I 0.:53-2Q5.~!3!
8.020.238
~
--""""","",
--.
=l,.~-
.. 'm
Efterklangsradie re= 1/(1- 0:20).16.;r = -',_i
Även i detta fall har efterklangsfiUtetalltså betydelse
15
-deC::. "~
Kontor (Marindepån, Albano)
Inredning:
Målade träväggar, heltäckningsmatta, kontorsskännar
Representerar: Normala kontorsmiljöer, bostäder
6,5m
o
E
~s::
-
Takhöjd 3 m
r
Skrivbord
-
Skrivbord
~
i:::
::: :
.:.::: i
en II
U
9,5 m
Figur 10. Måttskiss ror kontor.
v = 4 x 9,5 x 3 - 3 x 0,5 x 3 = Il
Qm3
S =4 x 3+9,5 x 3+6,5 x 3~3 x 3~3,5x 3+2(4 x 9,5-3 x 0,5) =152m2
Uppmätt efterklangstid:
2 kHz T=0,29 s
=> a ii = 1- e -I O.!63-Jlo.
0.29-:52 = 0,33
4 kHz T=0,30 s
=> ad = 1- e-l o, 63-::0.0.30.!52,
=0,33
,
'
Efterklangsradiere=
8.033.15~
'
- =3,4m
~ (1- 0,.).) 1-16-;:
I en långsträckt lokal som denna är fe S'-åra:t tO~ Om rejämförs med rummets längd
9,5 In, har efterklangsfiiltet viss betydelse Obse!'\"eradock att lokalt intill föremål med
stort <Xd, till exempelen kontorsskärm,b:ir~-ån lägre.
:6
2.2.3 Jämförelse mellan beräknad och uppmätt ljudnivå (Marindepån, Albano)
Med Inferno påslaget uppmättes ljudnivån i punkterna enligt figuren.
Punkt
Koordinat,y:x, m
Avst. r till högt., m
116
3:1
3
109
112
2:3
3,6
C
114
113
5:2
D
112
113
'6:1
5,4
6
E
108
112
6:3
6,5
F
113
113
7:2
7,3
G
111
112
7:3
7,6
H
112
112
9:2
9,2
9:3
9,5
Ljudnivå,dB(A)
beräknad
A
Ljudnivå, dB(A)
uppmätt
116
B
I
I
i
112
112
I
I
Tabell 3. Uppmätta och beräknade ljudnivåer, mäthöjd 1,5 m.
o
A
E
D
F
C
§
Skrivbord
I
H
II
I
Slcrivbord
E
B
G
I
Figur Il. Mätpunkter.
Beräkning med hjälp av formeln för totala ljudnivån:
r
Lptot= ~llQ + 1Olog(4'7r-r 2 +
4(1-ad)
a.S
d
)
(LWkälllJ
= 124,6dB, S = 152m2, a d = 0,33 )
Som synes är överenstämmelsen i regel god. Observera att punkten B ligger utanför
direlctfåltet.Punkten E störs sannolikt av skärmen.
17
2.3 Slutsats
Eftersom efterklangsfåltet är beroende av lokalens dimensioner och inredning inses att
dess styrka kan variera avsevärt och vara vansklig att fastställa. Direktfåltet däremotberor ej av lokalen utan endast av avståndet till ljudkällan. Vid bedömning av
larminstallationer rekommenderas därför att direktfåltet får vara dimensionerande och att
efterklangsfåltets bidrag ses som en extra marginal. För butiker och kontorslokaler blir
denna marginal mindre än för verkstäder, garage och lagerlokaler
En överslagsberäkning av ljudnivån i en punkt kan göras enligt följande.
l. Bidragen trån de olika högtalarna beräknas separat med hjälp av formeln
8
l
Lp = ~11a-lOlog( 4.7r.r 2)= 116,6-10Iog(2")
r
där r är avståndettillrespektivehögtalare
2. Summan fås ur:
Lp
=1OIo~lOLpl/lO
+ 10Lp2/10 + lOLp3/10 + IOLp4/10)
För Inferno X summeras givetvis åtta bidrag istället för fyra.
3. För att få A-vägt värde adderas 1 dB.
Obs! För att Lm.alla
= 118,6 dB skall kunna användas krävs att punkten man räknar på
befinner sig i högtalarens spridningsområde (900 horisontellt, 600 vertikalt).
18
3. Bedömning av risk för hörselskada
Denna del av rapporten avser bedöma om risk för hörselskada föreligger. Riskgruppen
utgörs framför allt av inbrottstjuvar men även Iarminstallatörer och servicepersonal.
Sammanställningeninleds med en kort anatomisk och audiologisk beskrivning av örat
samt något allmänt om hörselskador.
3.1 Anatomi och audiologi
Anatomi
I
O
cm
Snäcka ( cochlea )
Ytteröra
Mellanöra
Inneröra
Figur 12. Örats anatomi. Källa: D. Hall, Musical acoustics
Örat kan ur anatomisk synvinkeldelas upp i tre delar, nämligenytter-, mellan- och
inneröra. Ytterörat utgörs av öronmussla och hörselgång. Öronmusslans utformning avgör
riktningskänsligheten för högre frekvenser och gör att man kan lokalisera ljudkällor i
höjdriktning och framåt eller bakåt.
19
I mellanörat fungerar trumhinnan och hörselbenen som en transformator mellan ytter- och
inneröra. I mellanörat finns också två små muskler som tillfälligt kan begränsa
hörselbenens rörelse. Denna reflexmässigamekanism skyddar innerörat mot starka
lågfrekventa ljud «1,5 kHz).
Innerörat, som är vätskefyllt, innehållerbalanssinnets båggångar samt hörselsnäckan.
Hörselsnäckan är en cirka 35 mm lång hoprullad kanal. I denna kanal sitter
basilarmembranet som när det sätts i rörelse aktiverar hörselnerverna.
Hörområde
En ung normalhörande person kan höra ljud i frekvensområdet 20-20000 Hz. Med
stigande ålder minskar känsligheten främst för höga frekvenser. Vid 65 års ålder är övre
gränsen cirka 12 kHz för kvinnor och 5 kHz för män (USA).
Örats känslighet varierar starkt med frekvensen. Hörselgångens längd (25-30mm) ger en
grundresonansfrekvens på cirka 3 kHz. Tillsammansmed öronmussla, huvud, axlar och
mellanöratstransmissionsegenskaper
ras en känslighetsfunktionenligtfigur 13.
dB
10
5
O
-5
-10
-15
-20
100
200
500
1000
2000
5000
\COCO
20000
FREKVENS (Hz)
Figur 13. Tunn linje: Örats känslighetsfonktion Grov linje: A-vägning
Källa: Möller, M;inni!:bn och bullret
20
Av figuren framgår att örat är känsligast i området 500-5000 Hz. Detta kan jämföras med
det viktigaste området för taluppfattbarhet som är 300-3000 Hz.
Styrkeskillnaden mellan det svagaste och starkaste ljud man kan höra är som störst i
frekvensomådet 500-5000 Hz och uppgår till 130 dB (rel. 20 IlPa). Både undre och övre
gränsen varierar mycket, cirka ~10 dB, mellan olika personer.
Vägning
Eftersom örats känslighet varierar kraftigt med frekvensen förses ofta utrustning för
ljudnivåmätning med någon typ av vä.gJ1ingsfiltersom efterliknar örats
uppfattningsförmåga. Fyra olika filter rorekommer, nämligen A, B, C och D. Det i särklass
vanligaste är A-filtret. En A-vägd ljudnivå anges med enheten dB(A) alternativt dBA. Afiltrets vägningsfunktion finns inritad i figur 13.
Hörselskador
Hörselskador kan grovt indelas i två olika typer, nämligen lednings- och sensineurala
skador. Ledningsskador är defekter i hörselöverföringen från öronmusslan till hörsnäckan.
Som exempel kan nämnas hål på trurnhinmm,inflammationi mellanörat eller fel på
hörselbenen. Fel på innerörat och hörselnerverna benämnes sensineural hörselskada. Oftast
är det snäckans hårceller som är skadade. Sensineurala hörselskador orsakas av
exempelvis buller och åldersförändringar.
Bullerskadans utveckling följer i regel ett visst mönster. Om man utsätts, exponeras för
kraftigt buller under en kortare tid
(- några timmar) erhåller man en tillfällig
hörselnedsättning, TTS (Temporary Threshold Shift). Om man sedan vistas i bullerfri miljö
återf'ar man efter en tid normal hörsel. Återhämtningstiden varierar från någon minut till
flera timmar. För att en hörselnedsättning skall kallas tillfålligmåste man ha återfått
normal hörsel senast 16 timmar efter bullerexponeringens slut. Känsligheten för TTS är
som störst i frekvensområdet kring 4 kHz. Om man vid upprepade tillfållen,till exempel
dagligen på en arbetsplats, utsätts för buller som orsakar TTS är risken stor att man
gradvis erhåller en bestående hörselnedsättning, PTS (permanent Threshold Shift).
Sambandet mellan TTS och PTS är fortfarande föremål för forskning. På grund av etiska
skäl är det också svårt att göra experiment som kan förklara detta samband.
21
En viktigt typ av buller är det så kallade impulsljudet, som är mycket starkt men kortvarigt
« Is). Exempel på ljudkällor som ger impulsljud är gevärskott och hammarslag. Den
korta varaktigheten gör att hjärnan inte hinner uppfatta ljudets verkliga nivå. Själva örat är
dock tillräckligt snabbt for att hinna ta skada. Detta innebär att impulsljud lurar
hörselsinnet att tro att ljudet är mindre skadligt än det egentligen är. Ett specialfall av
impulsbullerskada är det akustiska traumat som orsakas av ett enda mycket kraftigt ljud
och ger en omedelbar bestående hörselskada.
3.2 Normer för bedömning av hörselskaderisker
3.2.1 Allmänt om normer
De foreskrifter som finns behandlar i stort sett uteslutande buller på arbetsplatser och
bullerskaderisker i yrkesutövande. Skaderiskbedömningar bygger på statistik från
omfattande audiologiska undersökningar av arbetare i bullrig miljö. För att inte vilseledas
av naturliga orsaker till hörselnedsättning såsom åldrande, jämfor man den
bullerexponerade gruppen med en kontrollgrupp som ej har utsatts for buller.
Gemensamt for alla normer är att man forsöker fastställa ett gränsvärde under vilket ingen
risk for hörselskada foreligger. De antaganden man gör gäller exponeringstid per dygn och
antal år man utsätts for bullret. Dessa parametrar brukar sättas till 8 timmar per dygn
respektive 40 år (vilket anses vara ett helt arbetsliv). Eftersom örats känslighet varierar
mellan olika individer måste man, när man fastställer ett gränsvärde, fråga sig hur stor del
aven befolkning som skall skyddas. Rent spontant anser man naturligtvis att hela
befolkningen bör beaktas. Eftersom vissa personer är mycket känsliga skulle sådana krav
dock leda till orimliga gränsvärden.
Några olika organisationers riskbedömning for olika gränsvärden återges i tabell 4. Som
definiti~n på hörselskada har man använt en genomsnittlig hörtröskelhöjning2med minst
25 dB vid frekvenserna 500, 1000 och 2000 Hz. Exempelvis anser ISO att cirka 10 % av
en befolkning får bestående hörselskador efter 40 års exponering for 85 dB(A).
2
Hörtröskeln är ljudnivån för det svagaste ljud man kan höra..
22
Onanisation
Liudnivå dB(A)
IS03
EPA4
NIOSHs
8h, 40 år
i
Risk %
90
21
85
10
80
O
90
22
85
12
80
5
90
29
85
15
80
3
Tabell 4. Uppskattade risker för bestående hörselskada "id olika nivåer. (Hörtröskelhöjn. 25 dB vid 0.5, l,
2 kHz)
Källa: Axelsson mfl, Scientific basis of noiseinduced hearing loss
För att kunna bedöma andra dygnsexponeringar än 8 timmar använder man sig av
begreppet ekvivalent ljudnivå. Denna ide utgår iftån gränsvärdet enligt ovan och bygger på
att det är den totala mängden ljudenergi man utsätts för som är avgörande. Det vill säga,
starkt buller under kort tid har samma skadliga effekt som ett svagare buller under lång
tid. Om exempelvis exponeringstiden halveras kan ljudeffekten fördubblas, vilket innebär
en nivåökning med 3 dB. Den nivåökning som kan tillåtas om exponeringstiden halveras
brukar kallas konverteringsindex eller Q-värde ( i detta fall alltså 3 dB ).
En förteckning över olika nationers gränsvärden ( ekvivalenta ljudnivå) och
konverteringsindex finns i tabell 5. De flesta länder har valt gränsvärdet 85 dB(A) och
konverteringsindex 3 dB. Undantag finns dock, se till exempel USA som valt 90 dB(A)
respektive 5 dB. Denna skillnad far drastiska följder. Ett amerikanskt öra tål till exempel
100 dB(A) i 2 timmar medan ett svenskt öra bara tål denna nivå i 15 minuter. Så är
givetvis inte fallet. Denna skillnadtyder bara på att kunskapen om örats känslighet är
begränsad. De flesta är dock eniga om att värdena 85 dB(A) och 3dB är mer korrekta.
3
International Organization for Standardization
4
Environmental Protection Agency (USA)
5
National Institute for Occupational Safety and Health (USA)
23
Kunskapen om impulsljuds skadeverkningar är ännu starkt begränsad. Många nationer
anser dock att ett gränsvärde på 140 dB är rimligt.
Land
Gränsvärde
Konverteringsindex
Australien
85
3
Brasilien
85
5
Finland
85
3
Frankrike
85
3
Indien
90
-
Israel
85
5
Italien
85
3
Japan
90
-
Kanada
87
3
Nederländerna
80
3
Nore
85
3
Nva Zea1and
85
3
Spanien
85
3
Storbritannien
85
3
Sverie
85
3
USA
90
5
Tabell 5. Några olika länders gränsvärden och kom'erteringsindex.
Källa: Axelsson miL Scientific basis of noiseinduced hearing loss
3.2.2 Tillämpning av normer på Inferno
I det följande kommer tre olika normer att tillämpas, nämligen AFS 1992:10, SEN 590111
och ISO 1999:1990. Ett problem är att normer och standarder är avsedda att användas för
långtidsexponering av buller på arbetsplatser och man kan naturligtvis ftåga sig om de går
att tillämpa i fallet Inferno. V1lkaarbetstider har inbrottstjuvar? Hur tillförlitliga är normer
och standarder vid mycket korta exponeringstider? Antagligen ger de ej helt korrekta
resultat men kan i alla fall ge en uppskattning som kan vara intressant att ha som
utgångsläge.
24
Nedanstående diagram visar de aktuella ljudnivåerna, dels i oktavband, dels för full
bandbredd (630-16000 Hz). Mätning har gjorts för avstånden l och 2,6 m. Nivåerna för
övriga avstånd har beräknats under ~nt~~nde av direktfiilt,vilket bör stämma någorlunda
bra vid de aktuella frekvenserna och ror lokaler med relativt hög absorption. I lokaler med
akustiskt hårda ytor, till exempel plåt och glas blir avståndsberoendet kanske inte lika
utpräglat. Beräkningarna bygger också på att avståndet är lika till alla fyra högtalare. Om
avståndet till en högtalare är betydligt kortare än till de övriga kommer denna att
dominera, och bidragen från de övriga att mlm:kabetydligt. I sådant fall bör nivåerna i
diagrammen sänkas 2-3 dB.
14a,oktavband
125
120
<'
'-'
------
115
i:Q
."
""
110
>
'c
."
=
......
105
...J
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
- - - - - -1- - - - - - , - - - - - - .,.- ~
,
I
I
,
I
,
100
~
I
I
95
l
I
1----I
I
I
,
1.5
2
I
I
------------------------------------"
,
I
124
I
I
122
120
""
>
'c
."
118
."
3
3.5
4
14b, full bandbrcdd
126
$i:Q
2.5
Avstånd i meter
.
.
'
I
I
I
- - - - - -:-~I
I
,
~~- - -- - -1- -- --- ~-- - -- -:-- - --I
,
=
......
...J
,
I
I
116
--
i
I
~
I
1---I
114
112
l
1.5
2
2.5
Avstånd i meter
3.5
3
Figur 14a,b Ljudnivå som funktion av avstånd.
25
4
Arbetarskyddsstyrelsens författningssamling, AFS 1992:10
Exponeringsvärden
hörselskaderisk
för buller avseende
Tabell1
85 dB(A)*}
115 dB(A)*)
140 dB(C)**)
Ekvivalent ljudnivå under en 8-timmars arbetsdag
Maximal ljudnivå (med undantag för impulsljud)
Impulstoppvärde
*)
Angivet värde för ekvivalent ljudnivå innefattar även eventuellt förekommande impulsljud. Ekvivalent och maximal ljudnivå avser A-vägd
ljudtrycksnivå.
**) Impulstoppvärdet avser maximal C-vägd ljudtrycksnivå. mätt med ett
instrument med stigtid mindre än 50 mikrosek. Exponeringsvärdet
skall ej tillämpas vid skjutning inom försvaret.
Konverteringsindex är 3 dB.
Här har man angett en maximal nivå för kontinuerligt ljud, nämligen 115 dB(A). För att ej
överstiga denna nivå måste man enligt diagram 14b befinna sig cirka 3 m från högtalarna.
Med hjälp av konverteringsindex kan tillåten dygnsexponering vid denna nivå bestämmas
till 0,5 minuter. Detta gäller alltså vid daglig exponering under ett helt arbetsliv.
SEN 590111
Tabell 1
Oktavband Exponeringstid per tYPisk arbetscag
mittfrekhel
delavarbe1sdag
vens
arbetsdag 2-5
1-2
<2C ;<5
Hz
...
'
,..., n
h
>5h
Max tillåten oktavnm. dB
31.5
63
125
250
500
1000
2000
4000
113
103
96
91
88
85
83
81
118
108
101
96
93
90
88
86
8000
80
85
16000
80
85
'23
' '3
i
106
,,," ,
98
95
93
9'
OC
190
130
123
"6
,,,
'3)
,
'3C
13C
126
'23
',..;."
'V\
108
'05
'03
"
8
11
,. S
,........
VU
115
'oj
."""
.'V>J
,, 5
26
,
I tabellen anges maximala nivåer ror c~
o1rur,-b~ Antag exponeringstid mindre än 5
minuter. Störst blir problemen vid 2 kHz IJ~
14a visar att avståndet till högtalarna
måste vara minst 2 m. I denna standa.rdsägs också an gränsvärdena bör sänkas 10 dB om
bullret innehåller rena toner. Den blandning (r,.fyrbn:tvågor som Inferno genererar bör
dock kunna betraktas som mer brusanar IjJd. ~1ax:ma:nivå ror transienta ljud, impulsljud,
har satts till 140 dB (varaktighet < 2C ms', llisom ror MS 1992:10 gäller gränsvärdena
för daglig exponering under ett helt arbets!r..
ISO 1999:1990
Denna standard ger större möjligheter an ,..äljaexponer.ngsfCrutsättningar som passar det
aktuella fallet. Till exempel är man inte låst att a::\'ända exponering under ett helt arbetsliv.
Låt oss därför räkna på exemplet att en man i 30-årsåldern utSätts för 125 dB(A) i en
minut per dygn under ett års tid. Denna beskrivning skulle kunna stämma överens med en
flitig inbrottstjuv som råkar ut för Inferno \'a1je dygn under ett år. Som definition på
hörselskada väljs en genomsnittlig hörtTöskelhöjningStörre än 25 dB vid trekvenserna l, 2
och 4 kHz. Detta resulterar i en risk ror hörselskada på 13 0"0, det vill säga i stort sett
samma risknivå som använts för att fastställa gr2.D.svärdet85 dB(A) (8 h) i flera andra
normer. Se också bilaga 6.
3.3 Diskussion och slutsats
En jämförelse mellan de olika normerna visar an resultaten skiljer sig åt. Eftersom det ej är
troligt att en inbrottstjuv exponeras ror Inferno dagligen under ett helt arbetsliv kan man
på god grund anta att både AFS 1992:10 och SEX 590111 överdriver riskerna. ISO
1999:1990 kan bättre beskriva de förutsättningar som råder i fallet Inferno och borde
därför ge ett mer rättvist resultat. Med tanke på att hörselskador byggs upp succesivt
utgör enstaka exponeringar antagligen ingen fara så länge ljudnivån ej överstiger gränsen
för omedelbar hörselskada ( akustiskt trauma). Ett mått på denna gräns skulle kunna vara
den maximala nivån för impulsljud som ges i de flesta normer, nämligen 140 dB(C) peak6.
6
Peak anger kravet på snabbhet hos mätinstrumentet.
27
Det finns egenskaper och förutsättningar som ej tas hänsyn till i de flesta normer. Till
exempel ger längre vilotid (> 16 h) efter ljudexponeringen minskad risk för bullerskada.
Jämför med en tjuv som inte gör inbrott så ofta. Intermittent och kortvarigt ljud, 3-4
minuter, är också fördelaktigt. Vissa forskare anser också att rena toner är mer irriterande
men knappast skadligare än brusartat ljud.
28
Referenser
1. H. Kuttruff, Room acoustics, Applied science pub1ishers19 9
Birkhäuser19 2
2. W. Furrer A. Lauber, Raum- und ~
3. H.P. Wallin mfl, Ljud- och vibrationstä.ra.Km ~m1.. :996
4. A. Svärdström, Tillämpad signalanalj-s,Stude:m1inerarur:987
5. G. Liden, Audiologi, Almqvist&\\1kseb ~985
6. K. D. Kryter, The effects ofnoise on ma::.,Acarlemicpress 19 0
7. W. Bums, Hearing and noise in industn. Lc~c:l19-:
8. D. Hall, Musical acoustics, Brooks Cale 199:
9. 1. Liljencrantz, Elektroakustik, KTH 1993
10. Möller, Människan och bullret, Studenilinercnur 19'""8
11. D. Henderson mfl, Effects ofnoise on hea.~g, Ra\'"eC.press ~9""6
12. Ward, The role ofintermittencein PTS,JASA::r 9C,':) 1993
13. R.Lataye P. Campo, Applicabilityof the Leq as a d.!magerisk criteria, an animal
experiment, JASA nr.99(3) 1996
14. W. Clark, Recent studies ofTTS and PTS m ?~!".
JASA nf.90(I) 1991
15. 1. Patterson, Effects ofpressure and energ:' cf:mpulses, JASA Df.90(I) 1991
16. W. Melnick, Human TTS and d2mage risk, JA5A:lf 9Cil) 1991
17. K. Karlsson, Hörselskadan i arbetssk.adefOrsäkringen.,Arbete och hälsa 1995:16
18. Axelsson mfl, Scientific basis of noiseinduced hearing :05S,Thieme 1996
19. Arbetarskyddstyrelsens författnings.'VImling
AFS 1992 1~
20. Svensk Standard, SEN 590111: 1972
21. SIS, ISO 1999: 1990
22. ISO Standards handbook 4, 1980, Acoustics, vibration and chock
29
Tabell över uppmätta samt omräknade ljudnivåer i tersband
Tabell l
Tabell 2
Tabell 3
Liudnivå, dB
Liudnivå, dB(A)
630
Liudnivå, dB
51
59,3
57,4
800
51
59,3
58,5
1k
57,5
67
65,8
65,8
75,9
84
Tersband
1,6k
2k
74,7
75,3
83
87,5
95,8
97
2,5k
108,5
116,8
3,15k
4k
103,5
111,8
118,l
113
78,5
86,8
87,8
5k
90,5
98,8
99,3
6,3k
8k
81,5
94
89,8
89,7
102,3
101,2
lOk
86
94,3
12,5k
16k
77
85,3
91,8
81
62
70,3
63,7
20k
67,5
75,8
66,5
1,25k
Tabell A: Uppmätta värden 2,7 m rakt framför högtalare.
Tabell B: Beräknade värden l m rakt framför högtalare (tabell A +8,3 dB).
Tabell C: A-vägda värden l m rakt framför högtalare.
Bilaga 2 sid 1(3)
LjudefTektbestämningenligt ISO 3745-1977
Ljudnivå, uppmätta värden för l högtalare, dB
Tersband
3,15k
81
4k
Sk
66,5
2,5k
86
56
67
61
71,5
93
88
63
73
58
61
93
88
63
73
54
59
71,5
63
82
77,5
52,5
57
47
54
59
63
82
77,5
57
6.
55,5
72
85
103,5
100,5
7.
52,5
50
65,5
61
52,5
73
64
91,5
86,5
58
62
72,5
67
84,5
80,5
61
64
86,5
77
68
61,5
91,5
85
61,5
56
72,5
68
54,5
56,5
67
108,5
103,5
64,5
84,5
80,5
78,5
55
90,5
50
74,7
55
87,5
12.
57,5
46
13.
46
50
55
63
66
80,5
91
63,5
54,5
84,5
91
55
14.
64,5
72
65
70,5
15.
54,5
49
63
66
72
91
91
65
57
61
67
86
83
60
70,5
62
47,5
55
55,5
63
58
63,5
82
77,5
52
59
69
80,5
94,5
69
78
47,5
50
55,5
56
58
63,5
68
98,5
82
77,5
77
52
59
54,5
56,5
Mätpunkt
lk
1,25k
l.
47
2.
53,5
52,5
58
3.
4.
53,5
47
5.
8.
9.
10.
Il.
16.
17.
18.
19.
20.
52,5
50
1,6k
54
61,5
2k
85
61,5
57
forts.
71,5
68
62
63,5
forts.
Tersband
Mätpunkt
1.
6,3k
8k
lOk
52,5
64
57
12,5k
42
2.
62
67,5
63
52
:::::::::i:QJI!::::::!::
3.
62
67,5
63
52
:;:i:i:i::li;:i:::::::i:
4.
50,5
60
52,5
38
i:::::i:::illl:i:i:i::ii:.
5.
50,5
60
52,5
38
:i::i:::::$.11;i:i:;i::::.
6.
70,5
82,5
75,5
62
i::i::ill:;;i::
7.
60
71
60,5
47,5
::;i:i:llllil:::il::I:
......................
8.
55
64,5
56
42,5
:::::::::::li:lm::::::
9.
60
71
60,5
47,5
10.
56
66
57,5
48
I::mJ.I!{;.::tt
11.
81,5
94
86
77
:J:[;o.l:!i1t
12.
52
62,5
52
40
:::::::i::::::::ii.!i:i:i:::::li::
13.
52
62,5
52
40
iiii:;:;:;:ili::i::::::;::::;
:::;::i::lljl.i:i:i:i;;
............................................
:::::::::iI.II:::i:i!::i
............................................
......................
......................
;::J.
::. :',':'.,:.})l
:li:::;;;;iiI:::il:ill:i
.:::::::::::::::::::::::;:::::::::::::::::;
14.
64
76
70
55
15.
64
76
70
55
16.
55
66
59
47
17.
51
64
58,5
40
r:iM8.iM5.::::::::::
:::::::::::.:......;;,:...:::::::::::
18.
69,5
76,5
69,5
55,5
:i:i:::;:QI;i:i:::li
19.
51
64
58,5
40
:i::iiiii:i$$.lii::::::;:
20.
56
66
57,5
48
::I;::;ill:[III:::i;:
Ljudnivå, medelvärde:
l
~
..............
...... ...........
':':':';':',
..:.:....:.:-:.:.:.:
':::::::::::!!!itz:::::::i::
::;:::::;:::...::;::...3=.....::::::;::::
.;.:.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.;.'
lp
lp
:::::::::i4i2::::::::::
i:::i:i:lliI:::i:;;::
......................
......................
=101og~N i:
100.ILpi
;=1
20
=101og-20 :2)OO,\Lpi
=99,0dB
;=\
Ljudeffekt:
L.
=Lp + lOlO~~J
4'1Z"'262
~ Lw= 99,0+ 10log(
l'
(4 högtalare: Lw = 124,3dB)
) = 118,3dB
Bilaga 2 sid 3(3)
Mätpunkter enligt ISO 3745-1977 bilaga E
ISO 3745.1977 (E)
11
Hocizont81 dåst8nC:8 from centre
-
nagon ar
fcropnone
)Ositions
line of,array to microQhone
positions
U,!r.:Ir
Htightof
corresoonding
antMof spnere
Z
089r
0.66 r
..
T
I
----
o'
10
;;;;:::::
,/
7
/8
:).
..
ID
....
O
..
....
..
'"
- o'
'"
o'
\
..
ID
....
o'
4"'5
/
..
ID
....
o'
..
ID
o'
l
-
..
O
'"
6\
I
If
..
ID
..
9
/
..
'\
-
2
-
3
..
'"
o'
-
12
\
\
'"
13
"
11/
.
16
\
x
..
-
o'
x
14
7
...15
17 19
O
t
..
'"
187
/
o'
i
?n
..
0.99 r
0.66 r
0.89 r
o'
Bilaga 3 sid 1(3)
JUSTERINGSINSTRUKTION
FÖR WUDKORT TILL"INFERNO"
Erfoderlig utrustning: Oscilloskop, spänninp:~~t1a~: ~: =
l.
Anslut 12 V likspänningtill P l enligt sidan 3
2.
Inställning av ramplängd Tnaq
Anslut oscilloskop till ben 3 på IC i
Justera potentiometer R2 så att T'TII#p=
T i motS".-a.-a: f Hz,
3.
Inställing av grundfrekvens, ram plutning och utnivå.
T
T
I
'-'
T
Kanal l.
Anslut oscilloskop till P2 kanal l (svan)
a) Justera potentiometer R16 så att P_=208=2,5 ~s
b)
c)
l
-"-"-
Rl2-"R37-"-
L1P",=54::11.45
Ut_Fl,3ZC,1y
På Multisound Technology AB 's begäran är dessa värden sekret~b~
Bilaga 3 sid 2(3)
(3. forts)
Kanal 2.
Samma förfarande som kanal l, dock oscilloskop ax:s.h;tettill P2 kanal 2 (vit)
a) R19, Pwmin=208::!:2,5ilS
b) R13, APw=48:!::1ilS
c) R38, [I,_t=I,3:tO,1 V
Kanal 3.
Samma förfarande som kanal l, dock oscillo~op anstnet ti: P2 kanal 3 (röd)
a) R22, P wmin=193::!:2,5 ilS
b) R14, APw=54:!::1ilS
c) R39, [I,.t=I,3:tO,1 V
Kanal 4.
Samma förfarande som kanal 1, dock osciIlo~op ~~
a) R25, Pwmin=193::!:2,5ilS
b) R15, APw=48:!::1ilS
c) R40, [I,.t=I,3:!::0,1V
ri: P: ka:1a14 !g.ll)
Bilaga 3 sid 3(3)
o
u
V
II
I
-
j
-
-
u
_,r".
_..r<
c
!
I
I
I
~'
I
jO
---'!'
,r,I"""\;:
,-, , ,
'-/ \,.,/ ""-/'-' '.-'
I
!
D
19,
RE'
SIGNALSPECIFIKATION
FÖR DIGITALTONGENERATORTaL "INFERNO"
Tongeneratorn består av fyra separata kanaler. VaIje kanal genererar en fyrkantvåg
(asymmetrisk) vars pulsvidd Pw ökar stegvis under en tidsrymd Tramp.
Efter tiden Tramp
återgår pulsvidden till startvärdet. Pulsluckan PLär konstant och lika för alla kanaler. Även
tiden Tramp
är lika för alla kanaler, d v s alla kanaler är synkroniserade med perioden Tramp.
Tramp=T Denna period delas upp i tio lika intervall. för vaIje ny del ökas kanalernas
pulsvidd enligt nedanstående tabell.
PL=142~s
Utot=1,3 V
Intervall nr.
l
2
3
4
5
Alla pulsluckor har alltid detta värde.
Pulsens höjd, bör kunna justeras ungefär :t20 %.
Tid (s)
Se fotnot
"
"
"
"
6
"
7
"
8
9
10
Toleranser:
"
"
"
Delintervall
Kanal l
Pulsvidd Pw (~s)
Kanal 3
Kanal 2
208,0
207,0
193,0
192,0
214,0
212,5
199,0
197,5
220,0
218,0
205,0
203,0
226,0
223,5
211,0
208,5
232,0
229,0
217,0
214,0
238,0
234,5
223,O
219,5
244,0
240,0
229,0
225,0
250,0
245,5
235,O
230,5
256,0
251,0
241,O
236,0
262,0
256,5
247,O
241,5
~=6, O~s
~=5,5 ~s
~=6, O~s
~=5,5 ~s
i Tramp::1:1ms
PL: :1:1~s
Pw: :1:1~s
En grafisk beskrivning av signalerna visas på nästa sida.
l
Kanal 4
På begäran av av Multisound Technology AB är dessa värden sekretessbelagda.
Bilaga4 sid 2(2)
TABELLER ÖVER LJUDNIVÅER I TERSBAND FÖR OLIKA RIKTNINGAR
VERTIKALPLAN: Uppmätt 2,6 m ftån högtalare, omräknat till l m.
7
6
2
1
Sida
8
13
12
Mätpunkt
lk
1,25k
1,6k
2k
2,5k
3,15k
4k
5k
6,3k
8k
lOk
12,5k
1
65,8
75,3
83
95,8
116,8
111,8
86,8
98,8
89,8
102,3
94,3
85,3
2
65,3
74,8
81,3
98,3
114,3
109,8
83,8
92,3
84,3
92,3
81,8
71,8
3
63,8
73,8
80,3
93,3
111,8
108,8
81,3
79,8
78,8
90,8
83,8
70,3
4
62,3
70,8
76,3
89,8
107,3
101,3
76,8
86,3
77,8
85,3
73,8
63,3
5
60,8
69,3
74,3
85,3
103,3
98,3
73,8
84,3
74,3
80,8
73,3
59,3
6
62,3
70,3
72,8
83,3
99,8
93,8
70,3
81,8
69,3
76,8
69,8
55,3
7
56,8
65,8
73,3
80,8
98,8
91,8
68,5
79,3
69,3
74,8
61,3
52,3
8
66,3
75,8
82,3
98,8
114,3
110,3
84,3
93,8
83,3
92,3
83,8
69,8
9
643
73,8
79,3
91,8
110,8
106,3
80,8
81,3
78,3
92,8
86,8
73,3
10
63,3
71,3
77,3
88,8
106,8
102,8
77,3
86,3
77,8
84,8
77,8
63,8
11
62,3
69,3
73,8
83,8
101,8
99,8
74,8
87,8
76,8
84,3
72,3
59,8
12
69,8
65,8
71,3
82,3
98,3
90,3
66,8
82,3
72,8
74,8
73,8
59,8
13
56,3
62,3
70,8
79,3
90,3
89,8
64,8
78,3
78,8
71,3
60,3
53,8
Bilaga 5 sid 2(2)
HORISONTALPLAN: Uppmätt 2,6 m trån högtalare, omräknat till 1 m.
1
6
Front
7
,
Mätpunkt
lk
1,25k
1,6
2k
2,5k
3,15k
4k
Sk
6,3k
8k
lOk
12,5k
l
65,8
75,3
83
95,8
116,8
111,8
86,8
98,8
89,8
102,3
94,3
85,3
2
61,3
74,3
80,8
92,8
112,8
106,8
82,3
92,8
84,3
95,3
86,8
74,3
3
68,3
72,8
76,3
85,3
103,8
101,8
75,8
85,3
78,8
90,3
83,3
72,3
4
61,8
69,3
72,3
79,8
100,8
99,3
74,3
86,8
76,3
83,3
72,8
64,3
5
61,8
66,3
69,3
79,8
101,3
96,3
71,3
81,3
70,3
75,8
71,3
60,3
6
61,5
67,3
64,3
76,3
97,3
90,5
66,3
80,3
68,3
78,3
70,8
57,3
7
55,3
60,8
62,3
74,8
94,3
89,5
64,3
75,3
60,8
72,3
65,3
50,3
Bilaga 6 sid 1(2)
ANVÄNDA PARAMETRAR I ISO 1999:1990
Exponering: 125 dB(A), 1 minut per dygn under l år.
Medicinska förutsättningar: Man, 30 år, frekvenser l, 2, 4 kHz, tröskel 25 dB.
5.2 Hörselnedsättning på grund av ålder.
Databas A (tabell 3): HO.1:30=(9+
11+ 14)/3=11,3 dB
Ho.5:30=(J + 1+2)/3=1,3 dB
HO.9:30=(-6-7-7)/3=-6,7 dB
5.3 Hörselnedsättning på grund av buller.
Från 3.3 erhålls LEX,8h=99dB
Tabell 2 ger:
/= 1 kHz: u=-0,020 v=0,070 Lo=89 dB
/=2 kHz: u=-0,045 v=0,066 Lo=80 dB
/=4 kHz: u=0,025 v=0,028 Lo=75 dB
Detta ger:
NO,5:1kHz=3,6
dB
NO,5:2kHz=5,4
dB
NO.5:4kHz=20,5
dB
k=1,282
Tabell 4 ger:
/=1 kHz: Xu=0,022 Yu=0,016
-+du=2,2
/=2 kHz: Xu=0,031 Yu=-0,002
-+du=11,2
/=4 kHz: Xu=0,005 Yu=O,009
-+du=2,9
NO,l:lkHz=6,4 dB
NO.l:2kHz=19,8 dB
NO.l:4kHz=24,2 dB
NO,l=16,8 dB
k=1,282
Bilaga 6 sid 2(2)
Tabell 4 ger:
-+
f= 1 kHz: ~=O, 020 11=0
-+ dj=2
f=2 kHz: ~=0,016 11=0
-+dj=5,8
1=4 kHz: ~=0,014 11=-0,002
-+dj=9,2
NO.9:JkHz=1
dB
No. 9:2kHz= 2 dB
NO.9:4kHz=4 dB
Hörselnedsättning på grund av ålder och buller (enligt 5.l)
H~.l
= 26,5dB
H~.5= II,OdB
H~.9= -3,3dB
Enligt diagram i bilaga E blir då risken för hörselskada 13 % (tröskel 25 dB).
Bilaga 7 sid 1(1)
INSTRUMENTFÖRTECKNING
LJUDEFFEKTBESTÄMNING OCH LJUDNIVÅMÄTNING:
Ljudnivåmätare; B&K 2209 nr. 645287, med tersbandsfilter 1616 nr. 643484
Mikrofon; B&K 4133 nr. 231267
Kalibrator; B&K 4230 nr. 862014
EFTERKLANGSMÄTNlNG:
Ljudnivåmätare; B&K 2215 nr. 866300
Mikrofon; B&K 4165 nr.874563
Ljudkälla; B&K 4205 nr. 649641
Nivåskrivare; B&K 2306 nr.495593
SIGNALANAL VS:
Oscilloskop; HITACHI V-212 nr. 7271057, NICOLET 410 nr. 91GC000948
Spektrumanalysator; HEWLETT PACKARD 3562A nr. 2502A00953
