Онлайн-калькулятор и шумомер измеряют уровень шума в реальном времени через микрофон и позволяют оценить, как изменяется уровень звука в зависимости от расстояния и количества источников, а также качество звукоизоляции. График и шкала отображают изменения звука наглядно, а сам расчёт основан на физике распространения волн и логарифмической шкале децибелов. Для запуска кликните на зеленую кнопку внизу. На мобильных телефонах работает система АРУ, поэтому там показания могут быть с погрешностью.
💡 Практические советы для точного замера
Чтобы получить максимально достоверные данные с помощью мобильного телефона, придерживайтесь следующих правил:
- Направление микрофона: Направьте нижнюю часть телефона (где обычно находится микрофон) в сторону источника шума.
- Положение в пространстве: Не держите телефон вплотную к телу или ладонью — отражения звука от поверхностей могут исказить результат на 3–5 дБ.
- Учёт чехла: Плотные чехлы могут перекрывать микрофон или создавать резонанс, завышая низкие частоты.
- Калибровка: Помните, что бытовые микрофоны смартфонов часто имеют «завал» на частотах ниже 100 Гц и выше 10 кГц.
📐 Расчёт уровня звука от расстояния
Формула ослабления уровня звука от одного источника:
$$
L_p = L_s — 20 \cdot \log_{10}(r)
$$
Где:
- \( L_p \) — уровень в точке (дБ),
- \( L_s \) — уровень источника на расстоянии 1 м (дБ),
- \( r \) — расстояние до источника в метрах.
Если источников несколько, их вклад суммируется по логарифмическому правилу:
$$
L_{total} = L_p + 10 \cdot \log_{10}(N)
$$
Где:
- \( N \) — количество одинаковых источников шума.
🔊 Правило «+3 дБ»: почему децибелы не складываются?
Звуковое давление — величина логарифмическая. Если вы поставите рядом два одинаковых источника шума (например, два пылесоса по 80 дБ), суммарный уровень не станет 160 дБ.
Математически удвоение мощности источника даёт прирост всего в 3 дБ:
$$L_{sum} = L_1 + 10 \cdot \log_{10}(2) \approx L_1 + 3$$
Таким образом, два источника по 80 дБ выдадут суммарно 83 дБ. Это важно учитывать при расчёте шумовой нагрузки.
📊 Работа онлайн шумомера
Шумомер подключается к микрофону и анализирует сигнал через алгоритм RMS (среднеквадратичное значение). Значение мгновенного уровня звука отображается в децибелах, визуализируется шкалой и графиком, а также вычисляется:
- Средний уровень звука (за последние секунды)
- Пиковое значение
Вычисление RMS:
$$
\text{RMS} = \sqrt{ \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} x_i^2 }
$$
Преобразование в децибелы:
$$
L = 20 \cdot \log_{10}(\text{RMS})
$$
Чтобы привести значения в положительный диапазон и отобразить на шкале:
$$
L_{norm} = \text{clamp}(L + 100, 0, 100)
$$
🛠 Настройки и управление
- Уровень источника — задаётся вручную (дБ)
- Расстояние — в метрах
- Количество источников — для оценки суммарного уровня
📊 Как читать графики?
В нашей программе реализовано два типа визуализации:
- Осциллограмма (Уровень / Время): Показывает динамику шума. По ней легко определить, является ли шум постоянным (ровная линия) или импульсным (резкие всплески).
- Анализатор спектра (Амплитуда / Частота): Позволяет увидеть «частотную окраску» звука: Пики слева (низкие частоты) — гул моторов, топот, вибрации. Пики справа (высокие частоты) — свист, шипение, звон.
📉 Пример расчёта
Если:
- \( L_s = 80\, \text{дБ} \)
- \( r = 5\, \text{м} \)
- \( N = 4 \)
То:
$$
L_p = 80 — 20 \cdot \log_{10}(5) \approx 66 \, \text{дБ}
$$
$$
L_{total} = 66 + 10 \cdot \log_{10}(4) \approx 72 \, \text{дБ}
$$
Таблица уровней шума в зависимости от источников
| Расстояние, м | Источник, дБ | Количество | Уровень в точке, дБ | Суммарный уровень, дБ |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 80 | 1 | 80.0 | 80.0 |
| 2 | 80 | 1 | 74.0 | 74.0 |
| 5 | 80 | 1 | 66.0 | 66.0 |
| 1 | 80 | 4 | 80.0 | 86.0 |
| 2 | 80 | 4 | 74.0 | 80.0 |
| 5 | 80 | 4 | 66.0 | 72.0 |
Таблица нормативных значений шумов
| Тип помещения | Макс. допустимый уровень, дБ(A) | Примечания |
|---|---|---|
| Жилые помещения днем | 40 | Рекомендации ВОЗ |
| Жилые помещения ночью | 30 | Для комфортного сна |
| Офисные помещения | 50 | Нормы СанПиН |
| Промышленные зоны | 85 | Гигиенический предел на рабочем месте |
| Школы и детские сады | 35 | Оптимальный уровень для обучения |
| Тихий парк или природная зона | 30 | Для сохранения природного комфорта |
Уровень шума измеряется обычно с учётом А-взвешивания, которое учитывает чувствительность человеческого уха:
$$
L_{A} = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{p^2}{p_0^2}\right)
$$
где \(p\) — измеряемое звуковое давление, а \(p_0 = 20 \, \mu Pa\) — порог слышимости человека.
⚠️ Ограничения метода
Данное ПО превращает ваш смартфон в индикаторный прибор, но не является сертифицированным шумомером 1-го класса точности.
- Предел микрофона: Смартфоны обычно «запираются» на уровнях выше 90–100 дБ.
- Система АРУ: Алгоритмы шумоподавления Android и iOS могут «вырезать» постоянный фоновый гул, что влияет на точность замеров тихих звуков.
Полезная ссылка на справочную статью: Что такое децибел
