[실습] Passby Noise 측정 값 분석(통과음 소음, LAeq, LAFmax, 마이크로폰, vibsys, ncode, 자동차)

 

목차

 

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Passby Noise 측정 값 분석 준비

이번 포스트에서는 차량이 이동하면서 발생하는 Pass by 소음을 마이크로폰으로 측정하고 측정 데이터를 국제 표준에 맞춰 분석하는 실습을 진행하겠습니다.

 

측정을 위해서는 Pass by용 마이크로폰이 필요합니다. 

 

Pass by Microphone 세팅

 

위 측정을 위해서는 팜테크에서 제공 중인 GRAS 마이크로폰 146AE 1/2 인치 Free Field Microphone이 필요 합니다. IP67 등급의 방진 및 방수 기능을 갖춘 146AE ½" CCP 프리필드 마이크로폰 세트는 AM0069 구면 윈드스크린을 사용하여 ½" 마이크로폰용으로 마운트할 수 있으며, AL0006 마이크로폰 삼각대 또는 AL0004 소형 경량 마이크로폰 삼각대와 AL0008 ½" 마이크로폰 홀더의 조합을 사용하여 테스트 트랙 옆에 부착할 수 있습니다.

 

 

 

측정 값은 팜테크에서 제공 중인 ncode vibsys를 통해 분석이 가능 합니다. 아래 그림은 vibsys를 통해 음향(Acoustic) 분석을 진행한 Flow 입니다. vibsys는 음향 뿐만이 아닌 진동 내구에 대한 Post Processing을 진행해줍니다.

 

 

 

 

 

 

 

Passby Noise 측정 값 분석 실시

 

pascal 측정 값

위 측정 값은 차량이 지나갈 때 측정한 소음(Noise) 값입니다. 순간적으로 약 12 파스칼(Pascal)에 가까운 소음이 발생합니다.

 

나이트클럽에서 1m 떨어진 위치에서 약 2Pascal의 소음이 발생하는 것을 생각하면 어느정도 큰 소음이 발생했다는 것을 알수 있습니다.

 

 

전체 flow 구조는 아래와 같습니다. 최종 결과물은 Octave 주파수에서의 LAeq 값을 구하는 것과 주파수 도메인에서 LAFmax를 구하는 것입니다.

 

 

Passby Noise 측정 값 분석: LAeq

 

 

Acoustic 분야에서 옥타브 분석(Octave Analysis)은 소리나 진동의 주파수 성분을 이해하고 측정하기 위해 사용되는 중요한 도구입니다. 이 기술은 주파수 스펙트럼을 간소화하고 분석하기 위해 널리 사용됩니다. 입력 소음에 대한 Octave 분석 설정을 아래와 같이 해줍니다.

 

 

위 설정을 통해 입력값을 Octave 주파수(Frequency)로 변환을 해주고 변환 값에 Weighting을 넣어 습니다. Weighting에는 A, B, C 등이 있는데 이는 음향 분석을 위해 상황에 맞춘 주파수에 대한 출력 값입니다. 

 

 

 

 

 

 

Octave 분석 값과 해당 값에 매칭되는 LAeq 값을 출력하였습니다. LAeq 값을 통해 전체적인 노이즈 레벨에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 

 

 

 

 

 

Passby Noise 측정 값 분석: LAFmax

 

 

이번에는 위 flow를 사용해서 LAFmax를 구해보겠습니다. 

 

 

WeightingFilter1 모듈을 사용해서 아래와 같이 설정해줍니다. A Filter를 적용하고 주파수 Resolution을 더 높이고 싶을 경우 Buffer 사이즈를 키우면 됩니다.

 

- Ensure the Type property = (A)Noise
- Set the BufferSize to 131072

 

 

다음으로 Arithmetic1 모듈을 사용해서 음압(Sound Pressure)의 양수 값을 뽑기 위해 제곱을 해줍니다. 

 

 

다음으로 Butterworth Filter를 사용해서 아래와 같이 설정해줍니다. 

 

- Set the Method property to Forward.
- Set Order to 1.
- Set Frequency1 to 1.27 (for the fast time weighting).
- Lower the DCWarning property to 0.001 (to enable the recursive filter to work with such a low cut off).

 

필터의 폴(Pole)을 하나로 사용하고 Cutoff 주파수를 1.27Hz를 가지는 Low High Pass filter 값을 설정합니다. 필터의 cut off 주파수는 IEC61672-1에 의해 결정되는데 아래의 수식을 따릅니다. 

 

 

Fast Weighting은 t=0.125s 이고 Slow weighting은 t = 1s 입니다. 이 경우 FAST이므로 0.125를 적용하면 1.27Hz이 나옵니다.

 

 

다음으로 Arithmetic2 모듈에 아래와 같이 적용합니다. 

 

- You will now turn the data in dB scale with a reference level of 2E-5 Pa.
- Set the Operator property to Equation and enter the following equation in the Equation field: 20*log10(sqrt(test1)/2e-5).

Pascal을 데시벨로 바꾸기 위해 기준 값을 적용하는 수식입니다. 

 

최종적으로 아래와 같은 결과를 얻을 수 있습니다. 

 

차량은 빠르게 지나가는 소음이기 때문에 Fast 방식을 사용해서 위와 같이 Max 값에 대한 분석을 진행한 후 해당 값을 줄여가는 구조 분석이 필요합니다.