1. 소리란 무엇인가?

소리는 일반적으로 기체, 액체, 고체와 같은 매질을 통해 전파되는 파동(음향파, 탄성파)으로 정의됩니다. 이 안내서에서는 주로 공기를 통해 전파되는 음파를 다룹니다. 음파는 약 340m/s의 속도로 전파되므로 파동 현상입니다. 우리는 이 파동이 공기를 통해 전달될 때 소리를 듣습니다. 이러한 파동은 공기의 대기압이 지속적으로 변동할 때(즉, 교류 압력 진동) 발생합니다. 대기압(정압)에서 벗어난 압력 진동을 일반적으로 음압이라고 합니다. 다음은 IEC 60050-801(JIS Z 8106:2000)에서 발췌한 내용입니다.

RION NL-27 클래스 2 소음 측정기

음압:

별도로 명시되지 않는 한, 일정 기간 동안의 순간 음압의 제곱평균값입니다.

위 그림에서 볼 수 있듯이, IEC(JIS) 표준은 순간 음압과 음압을 명확하게 구분합니다(그림 1-1 참조). 이 가이드에서 "음압"이라는 용어는 IEC 60050-801(JIS Z 8106:2000)에 정의된 "음압" 또는 "순간 음압" 중 적절한 정의를 의미합니다. 정상적인 청력을 가진 사람은 20µPa에서 20Pa 범위의 음압을 들을 수 있습니다. 기호 µ는 마이크로파를 의미하며, 10⁻⁶~10⁻⁶ Pa를 나타냅니다. -6 이는 가장 큰 소리가 가장 작은 소리보다 10배 더 크다는 것을 의미합니다. 6 Pa는 압력의 단위입니다. 1 Pa는 1 N(약 0.1 kg)의 하중이 1 m²의 면적에 가해질 때 발생하는 압력에 해당합니다. 2 기상 예보에 사용되는 대기압은 hPa로 표시되며, 이는 1 Pa보다 100배 더 큽니다. (1 atm은 약 10¹³ hPa입니다.) 소리의 강도와 마찬가지로, 정상적인 청력을 가진 젊은이는 약 20 Hz에서 약 1000배 높은 20 kHz까지의 주파수 범위의 순간적인 음압을 들을 수 있습니다. 소리는 다음과 같은 주파수 범위로 나눌 수 있습니다. 20 Hz 미만: 초저주파 20Hz ~ 20kHz: 가청음 20kHz 이상: 초음파

그림 1-1: 소음 측정기의 기본 처리 흐름

우리는 소리의 다음과 같은 특징들을 바탕으로 서로 다른 소리를 구분합니다.

파동과 마찬가지로 소리도 반사, 투과, 회절과 같은 관련 효과를 가지며, 이러한 효과는 아래에 나타나 있고 거리에 따라 감소합니다.

그림 1-2: 소리의 영향

2. 소음이란 무엇인가?

다양한 소리 유형 중에서 소음은 일반적으로 누구도 듣고 싶어 하지 않는 불쾌하고 방해적인 소리를 의미합니다. 이 가이드에서 앞서 언급한 IEC 60050-801(JIS Z 8106:2000)에서는 소음을 불쾌하거나 원치 않는 소리 또는 기타 방해 행위로 정의합니다. 불쾌한 소리는 사람의 건강과 생활 환경에 해로울 수 있으며, 소음 공해로 이어질 수 있습니다.

가청 주파수 범위인 20Hz~20kHz 내에서, 소음의 구체적인 범위는 대략 50Hz~5kHz입니다. 일상적인 대화에서는 300Hz~3kHz 범위가 청취에 매우 중요합니다. 시끄러운 환경에서 장시간 작업하면 청력이 손상될 수 있습니다. 소음 규제는 소음으로부터 우리를 보호하고 정상적인 생활을 보장하기 위해 마련되었습니다.

소음 측정기는 소음을 측정하고 평가하는 데 일반적으로 사용됩니다. 소음 측정에는 물리적 측정과 감각적 측정의 두 가지 유형이 있습니다. 물리적 측정에는 음압 레벨, 음강도 레벨, 음력 레벨, 주파수 분석을 위한 옥타브 및 1/3 옥타브 범위가 포함됩니다. 감각적 측정에는 음량, 음높이, 음색, 음량 레벨, A 가중 음압 레벨이 포함됩니다. 이러한 측정값 중 상당수는 JIS(일본 산업 표준)와 IEC(국제 전기 기술 위원회)에서 정의되었습니다. 감각적 측정은 발전하고 있는 과학 분야로, 과거에 많은 연구가 진행되었으며 앞으로도 많은 연구가 필요합니다.

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다양한 음향 측정 방법은 여러 평가 목적에 따라 사용됩니다. 환경 소음 평가에는 A 가중 음압 레벨이, 제품 개발에는 음력 레벨과 1/3 옥타브 범위가, 그리고 최근에는 음향 품질 평가 매개변수가 사용됩니다. 자세한 내용은 5장, 6장, 11장을 참조하십시오.

소음 측정기는 전통적으로 음압 레벨과 A 가중 음압 레벨을 측정하는 데 사용되어 왔습니다. 최근 기술 발전으로 옥타브 및 1/3 옥타브 범위의 레벨과 크기까지 측정할 수 있는 여러 모델이 출시되었습니다. 소음에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

그림 2-1: 일반적인 소음 수준 및 그 강도.

3. 소음 분류

소음의 변화는 시간 축상의 레벨 진동과 주파수 축상의 스펙트럼 성분 차이로 나눌 수 있으며, 이에 따라 소음을 분류할 수 있다.

3.1 시간에 따른 소음 수준 변화에 따른 소음 분류

이러한 유형의 잡음은 다음과 같은 특징과 전형적인 시간축 파형을 가지고 있습니다.

안정적인 소음안정적인 잡음이란 측정 지점에서 거의 일정한 수준을 유지하며, 계측기 판독값에 변동이 거의 없거나 전혀 없는 잡음을 말합니다.	그림 3-1
진동 소음진동 소음은 측정 지점에서 비교적 넓고 불규칙적인 진동 범위를 나타내는 소음입니다. 대표적인 예로는 교통량이 많은 도로 근처에서 측정된 소음이 있습니다.	그림 3-2
간헐적 소음간헐적 소음은 몇 초 간격으로 발생하는 소음입니다. 이러한 간격 중 일부는 비교적 규칙적이지만, 기차나 비행기가 지나갈 때처럼 불규칙적인 간격도 있습니다.	그림 3-3
고립된 음파 에너지 폭발.고립 펄스 소음은 짧은 시간 동안 집중적으로 발생하는 음향 에너지의 폭발적인 발생으로, 말뚝 박기 기계의 해머 소리가 대표적인 예입니다. 어떤 것은 한 번에 폭발적으로 발생하고, 어떤 것은 간헐적으로 발생합니다. 어떤 것은 거의 일정한 음량을 유지하는 반면, 어떤 것은 음량이 상당히 크게 변동합니다. 일반적으로 고립 음향 에너지 폭발이라고 하는 것은 0.2초 이상의 간격으로 발생합니다.	그림 3-4
진동 소음은 거의 안정적입니다.준정상 임펄스 소음은 극히 짧은 시간(약 0.2초 미만) 동안 거의 일정한 수준을 유지하면서 발생합니다. 종소리나 암석 드릴 소리가 그 예입니다. 많은 경우 준정상 임펄스 소음은 안정 소음으로 간주됩니다.	그림 3-5

테스토 815 소음 측정기

3-2 주파수 스펙트럼에 기반한 소음 분류

잡음은 주파수 축을 따라 나타나는 스펙트럼 형태에 따라 다음과 같은 세 가지 유형으로 분류할 수 있다.

이러한 유형의 간섭은 다음과 같은 특징과 전형적인 스펙트럼 파형을 갖습니다.

광대역 잡음광대역 잡음은 음향 에너지가 비교적 넓은 주파수 범위에 걸쳐 분포된 스펙트럼 형태를 가지고 있습니다. 예를 들면, 넘어지는 소리, 에어컨 통풍구 소리, 고속도로 소음 등이 있습니다.	그림 3-6
협대역 잡음협대역 잡음은 음향 에너지가 비교적 좁은 주파수 범위(1/3 옥타브 범위 내)에 집중된 스펙트럼 형태를 가지며, 뚜렷한 음색이 없습니다. 예를 들어 멀리서 들리는 천둥소리(저주파), 초원이나 계곡을 지나는 바람 소리(중주파), 자동차 타이어에서 바람이 빠져나가는 소리(고주파) 등이 있습니다.	그림 3-7
단절된 음색이산음은 음압의 주기적인 진동과 음높이 및 스펙트럼 주파수 선을 특징으로 합니다. 예를 들어 선풍기 돌아가는 소리, 디지털 기기에서 나는 알림음, 악기 소리 등이 있습니다.	그림 3-8

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