Endüstriyel Gürültü

Satürn roketi

20,000.0	180 170
2,000.0	160 150	Ram jet Turbo jet
200.0	140 135 130	Ağrı eşiği Borulu org
20.0	120 110	Perçin makinesi, yontma makinesi Delgi presi
2.0	100 90	Hareket halindeki kamyon Fabrika
.2	80 70	Gürültülü büro
.02	60 50	Sohbet konuşması Özel büro
.002	40 30	Ortalama ev Kayıt stüdyosu
.0002	20 10	Islık İyi işitme sınırı
.00002	0	Mükemmel gençlik işitme eşiği

Ses basınç seviyesini ölçmek için kullanılan cihaz ses seviye ölçer olarak adlandırılır ve bir mikrofon, zayıflatıcı, yükselteç ve göstergeden oluşur. Ses seviye ölçer, ses basınç seviyesini doğrudan gösterecek şekilde desibel cinsinden kalibre edilmiştir.

Logaritmik bir kadran kullanıldığından desibel değerindeki küçük bir artış ses enerjisinde büyük bir artışı ifade eder. Teknik olarak, her 3 dBA’lik bir artış ses enerjisinde iki kat artışı, 10 dBA’lik bir artış ses enerjisinde on kat artışı, 20 dBA’lik bir artış ise ses enerjisinde 100 kat artışı ifade eder.

Desibel cinsinden ölçüm kadranının yalnızca ses basınç seviyesini ifade etmediğine dikkat edilmelidir. Tanım itibarıyla desibel, ölçülen niceliğin bir referans niceliğe oranının logaritması ile ilişkili boyutsuz bir birimdir. Bir referans nicelik belirtilmedikçe desibelin bir anlamı yoktur. Logaritmik fonksiyonun matematiksel özelliğinden dolayı desibel kadran büyük ve küçük büyüklükleri içeren verileri küçük sayılar içeren göreceli bir kadran içine sıkıştırabilir. Desibel çoğunlukla, akustik şiddet, akustik güç, işitme eşikleri, elektrik gerilimi, elektrik akımı, elektrik gücü, vs.nin seviyeleri ile ses basınç seviyelerini tanımlamak için kullanılır.

Ses yüksekliği

Ses yüksekliği özellikle ses basıncına bağlı olmasına rağmen frekanstan da etkilenir. (Adım, frekansla yakın ilişkilidir.) Bunun nedeni insan kulağının yüksek frekanslı seslere düşük frekanslı seslerden daha duyarlı olmasıdır.

Hava ile taşınan seslerin duyulabildiği frekans üst sınırı özellikle kişinin işitme durumuna ve ses şiddetine bağlıdır. Genç yetişkinler için bu üst sınır genellikle 16,000 ile 20,000 Hz arasındadır. Bir çok uygulama için gerçek değer önemli değildir. Ancak, bir çok insanın yaşlandıkça (presbycusis) yüksek frekanslı seslere olan duyarlılığını yitirdiğini ortaya çıkarmak önemlidir.

Komple işitme sürecinin, kendi içlerinde biraz karmaşık olan çok sayıda ayrı işitme sürecinden oluştuğu görülmektedir. Bir ses basınç seviyesinin fiziksel ölçümü ile sesin insan tarafından algılanması arasında basit bir ilişki yoktur. Ölçülen ses basınç seviyeleri aynı olsa bile, bir saf ses başka bir saf sese göre daha yüksek çıkabilir.

Bu nedenle ses basınç seviyeleri konunun yalnızca bir parçasıdır ve aldatıcı olabilir. Temel problem, ölçülecek niceliklerde kişinin sese olan tepkisinin – kişinin sağlık durumuna, sesin özelliklerine ve sesi üreten kişi ya da cihaza karşı tutuma göre çeşitli faktörlerle tespit edilen bir tepki – bulunmasıdır. Zaman içinde çeşitli ses yükseklik seviyesi sınıflandırma yöntemleri ortaya konmuş ve izin verilebilir gürültü seviyeleri için çok sayıda farklı ölçüt önerilmiştir.

Sesin tam bir fiziksel açıklaması frekans spektrumu, sesin toplam ses basınç seviyesini ve bu iki niceliğin zamana göre değişimini içermelidir. Ses yüksekliği, insanın ses basınç ve şiddetine olan sübjektif tepkisidir. Belli bir frekansta ses yüksekliği doğrudan ses basıncı ve şiddeti değiştikçe değişir, ancak doğrusal olarak değişmez.

Sesin, bir cihaz ile ölçülen fiziksel özellikleri ve sübjektif bir özellik olarak sesin “gürültülülüğü” bir biri ile küçük bir ilişki içinde olabilir. Bir ses seviye ölçer, hoş bir ses ile hoş olmayan bir ses arasında ayrım yapamaz. Hoş bir ses ile gürültü arasında ayrım yapmak için insan tepkisi gereklidir. Ses yüksekliği sadece bir ses basınç seviyesi konusu değildir. Sabit basınçlı bir ses, frekansı değiştirilerek daha alçak ya da daha yüksek hale getirilebilir.

Eşit ses yükseklik eğrileri. İnsan kulağının sese olan tepkisini belirlemek için tasarlanmış deneyler 1933 yılında Fletcher ve Munson tarafından rapor edilmiştir. Deneklere (genç insanlar) bir referans ses ve bir test sesi dönüşümlü olarak uygulanmış ve test sesinin seviyesini kendilerine referans ses (1,000 Hz) olarak gelinceye kadar ayarlamaları istenmiştir. Bu deneylerin sonuçları bilinen Fletcher-Munson ya da eşit ses yükseklik eğrilerini çıkarmıştır (Şekil 1-6).

Şekil 1-6. Saf seslerin boşluktaki eşit ses yükseklik eğrileri. İnsan kulağı yüksek ses frekanslarına daha duyarlı olduğundan, ses frekansının değiştirilmesi sesin göreceli yüksekliğini değiştirir. Bunlar aynı zamanda Fletcher-Munson eğrileri olarak da adlandırılır. (Gürültü Ölçüm Elkitabından alınmıştır, 9. Baskı, GenRad, Inc., 1980)

Eğriler, her frekansta ortalama özelliklere sahip bir dinleyicide aynı ses yükseklik tepkisini oluşturmak için gerekli ses basınç seviyesini belirtmektedir. Kulağın doğrusal olmaması ses basınç seviyesi değiştikçe değişen eğri şekilleri ile gösterilir, bu, özellikle düşük frekanslarda fark edilebilen bir olaydır. Alttaki kesik çizgili eğri, ortalama özelliklere sahip bir dinleyicide işitme duyusunu uyarmak için gerekli ses basınç seviyesini ifade eden işitme eşiğini göstermektedir. Gerçek eşik sağlıklı insanlarda en fazla 10 dBA kadar bir değişim gösterir.

Ses basınç ağırlığı. Duyarlılığı frekans ile, insan kulağıyla aynı şekilde değişen bir elektronik devre kurmak nispeten basit görünebilir. Bu aslında yapılmış ve uluslararası standart haline getirilmiş “A”, “B” ve “C” ağırlık ağları olarak adlandırılan üç farklı özellik ortaya çıkarmıştır. A ağı düşük ses basınç seviyelerindeki, eşit ses yükseklik eğrilerini çıkarmak için, B ağı orta ses basınç seviyeleri için, C ağı ise yüksek ses basınç seviyeleri için tasarlanmıştır.

Ağırlık ağları ses seviye ölçerin bazı frekanslara diğerlerinden daha fazla tepki gösterme aracıdır. Çok düşük frekanslar A ağı ile ayrılır, zayıflatılır ya da süzülür, B ağı ile orta düzeyde süzülür, C ağı ile tamamen zayıflatılır (Şekil 1-7). Bu nedenle C ağırlığında ölçülen gürültü ses seviyesi A ağırlığındakinden çok daha yüksek ise, gürültü enerjisinin çoğu muhtemelen düşük frekanslıdır.

Şekil 1-7. A, B ve C ağırlık ağları için frekans-tepki karakteristikleri.

A ağırlıklı ses seviye ölçümü, toplam gürültü tehlikesinin değerlendirilmesinde yaygındır, çünkü bu seviyenin, geniş bantlı endüstriyel gürültülerin, bu gürültünün insan kulağındaki hasar verici etkilerini gösteren sınıflandırmasını verdiği düşünülmektedir.

İşitme ile ilgili tehlikenin sınıflandırılmasındaki basitliğinin bir sonucu olarak A ağırlıklı ses seviyesi, Amerikan Resmi Sanayi Hijyenistleri Konferansı (ACGIH) tarafından gürültü etkisinin değerlendirilmesi için ölçü olarak kabul edilmiştir. Tercih edilen ölçü birimi olarak A ağırlıklı ses seviyesi, ABD Çalışma Bakanlığı tarafından da Çalışma Emniyet ve Sağlık Standartlarının bir parçası olarak kabul edilmiştir. A ağırlıklı ses seviyelerinin, konuşma enterferansı ve toplumdaki rahatsızlığın iyi bir şekilde değerlendirilmesini de sağladığı gösterilmiş ve bu amaçlarla kabul edilmiştir (Şekil 1-8).

Şekil 1-8. Sıradan bir konuşmanın anlaşılabileceği mesafe (bina dışı bir ortamda maskeleme gürültüsünün A ağırlıklı ses seviyelerinin bir fonksiyonu olarak). (ABD Çevre Koruma Kurumu, 27 Haziran 1973 tarihli Kamu Gürültü Sağlık ve Refah Ölçütleri’nden alınmıştır)

Tek sayılı sınıflar halinde ifade edilen A ağırlıklı ses seviyeleri bazı durumlarda A seviyesi ile sübjektif etkileri arasında mükemmel bir uyum göstermiştir. Ancak, diğer durumlarda, özellikle yüksek seviyeli, dar bantlı gürültü ya da geniş bantlı gürültülerin üzerindeki saf sesler konusunda, nispeten büyük farklar oluşur. En dengeli sonuçlar karşılaştırılan gürültüler aynı yapıda olduğu zaman elde edilir.