噪声监测

噪声监测需要长期的声音监测，无需人工干预。声音监测主要有两种类型：工作场所监测和环境噪声监测，每种都取决于声源的位置。环境噪声监测是最常见的环境监测类型之一，通常使用监测系统进行。 

带MEMS麦克风的噪声监测器

2022 年，德国联邦物理技术 (PTB) 已将世界上第一个 1 类声级计通过MEMS 麦克风批准用于SV 307A 噪声监测器。是MEMS麦克风在环境声监测领域历史上的一个重要转折点。

2014 年，在 SV 104 噪声剂量计获得奥地利 BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) 的型式认可后，作为第一款配备 MEMS 麦克风的 2 类声级计，工作场所噪声监测器市场发生了革命性变化。

什么是噪声监测系统

如 ISO 1996-2 所述，监测系统包括一个噪声监测器 和数据收集中心，以及用于环境噪声监测的所有硬件和软件。

什么叫噪声监测器

术语噪声监测器也称为“噪声监测终端”（NMT）是指用于自动连续声音监测的仪器，它监测 A 加权声压级、它们的频谱以及所有相关的气象量，如风速、风向、雨水、湿度、大气稳定性（参考 ISO 1996-2:2017）。

1 类声级计与1 类噪声监测器

在满足 IEC 61672 性能标准方面， 1 类噪声监测器与1 类声级计相同。由于没有针对噪声监测器的特定标准化，用于构建噪声监测器的两个标准是关于仪器测量声级能力的 IEC 61672-1 和用于监测应用的 ISO 1996-2。

以下是IEC 61672-1 定义的基本噪声监视器性能标准：线性工作范围、 方向响应、频率响应和温度工作范围。

更多的要求与测量应用相关，包括长期稳定性、环境稳健性、供电和通信。ISO 1996-2 有其他标准，例如 GPS、频率分析和天气状况监测（风、雨、温度、湿度），本文未涉及这些标准。

噪声监测器的用途是什么

噪声监测器的目的是提供有关某个地点的噪声水平的数据，以便将其与既定的噪声限值进行比较。

噪声监测器是做什么用的？

噪声监测器可用于评估各种噪声的质量。噪声监测器符合 ISO 1996-2 标准，旨在测量以下主要环境噪声源：道路交通、铁路交通、空中交通和工业厂房。

环境噪声监测设备

环境噪声监测设备应满足与测量应用相关的要求，包括长期稳定性、环境稳健性、供电和通信。ISO 1996-2 有其他标准，例如 GPS、频率分析和天气状况监测（风、雨、温度、湿度）。

如何监控噪声水平

噪声剂量计、声级计或噪声监视器用于不同区域的噪声测量。噪声水平采样（短）或监测（长）取决于进行测量的时间长度。为了监测环境中的噪音水平，噪音监测器应按照 ISO 程序安装在测量现场。ISO 1996-2:2017 强调了选择测量地点的重要性，该标准指出，应选择测量麦克风的地点，以尽量减少来自相关声源的残余声音的影响。

环境噪声监测

根据 ISO 1996-2，环境监测是通过放置在 4m 高度的噪声监测器来完成的，以尽量减少来自非相关声源的残余声音的影响。

什么是无人值守噪声监测？

噪声监测通常在户外进行很长时间。无人值守监控意味着噪声监控器连续记录噪声，无需人工注意。

在线噪声监测

随着我们努力创建更具可持续性的城市并保护居住在城市地区的人们的健康和福祉，在线噪音监测变得越来越重要。噪声数据通过远程通信发送到数据收集中心。像 SvanNET 这样的网站提供了对在线噪音监测的访问。

工作场所的噪声暴露

按照 ISO 9612 标准，麦克风通过一个称为噪声剂量计的小型声级计安装在工人的肩膀上，该声级计放置在距离耳朵 10 厘米左右的位置。这种噪声暴露监测被称为噪声剂量测定。

什么时候应该进行噪声监测？

只要有超过这些噪声级限值的风险，就应进行噪声监测。由于对噪声与健康相关的研究以及各国的政策制定程序，各国政府已经制定了环境噪声的国家限值和法规。

允许的 dB 限制是多少？

根据当地法规，允许的环境噪声分贝限值可能会有所不同。通常，对于白天，允许的 dB 限值为65 dBA，而对于夜间噪声级别，则为55dBA.

什么是噪声质量监测？

噪声质量监测是持续监测环境中的噪声水平以确保它们保持在可接受范围内的过程。根据应用，可以通过多种方式进行噪声质量监测。声级计和噪声剂量计通常用于工作场所的噪声质量监测。噪声监测器用于环境测量。

噪声监测中的 MEMS 麦克风

2019 年新一代 MEMS 麦克风的出现，使其可以用于环境监测。自 2013 年以来，MEMS 麦克风已用于噪声剂量测定。直到最近，带有 MEMS 麦克风的噪声剂量计的线性测量范围为 55 dBA RMS ÷ 140.1 dBA 峰值，这对于环境监测来说是不够的。

MEMS麦克风在噪声检测器中的优势是什么？

MEMS麦克风在不牺牲性能的情况下降低了监控系统的成本。在监控系统方面，MEMS 麦克风的使用与经典电容式麦克风的效果非常相似。因此，使用 MEMS 麦克风可确保线性工作范围、频率响应和温度工作范围等参数符合 IEC 61672-1。  

MEMS麦克风的出现打破了价格壁垒，噪声监测终端的价格平均降低了一半。除了 NMT 成本节省外，维修服务价格也有所下降。MEMS 麦克风不受射频干扰 (RFI) 和电磁干扰 (EMI) 的影响，并且具有环境弹性。在严酷的零下冬​​季和炎热潮湿的夏季中的长期声学监测应用需要这种弹性以适应不断变化的环境条件，这一点尤其重要。

什么是MEMS麦克风？

MEMS（微机电系统）麦克风由三个主要部分组成：MEMS、ASIC 和封装。MEMS 麦克风和 ASIC 一起封装在一个由基板和盖子包围的空腔中。声音入口（声学端口）存在于基板或盖子中，并且大部分时间直接位于 MEMS 腔中。

MEMS 传感器是由两个电隔离表面制成的硅电容器。一个称为背板的表面由电极固定并覆盖。另一个表面，称为振膜，是可移动的，有很多孔，即声孔。

另一个是可移动的，称为隔膜或隔膜。穿过背板声孔的声波将使隔膜运动，从而在两个相应表面之间产生电容变化。这由专用集成电路 (ASIC) 转换为电信号。

模拟和数字 MEMS 麦克风

ASIC 提供模拟或数字输出，具体取决于麦克风类型。对于模拟 MEMS 麦克风，来自 ASIC 的电输出信号被发送到外部前置放大器，该前置放大器还负责将输出转换为可用作声学链输入的信号。 

对于数字 MEMS 麦克风，ASIC 输出被发送到内部模数转换器 (ADC) 以提供数字信号，可以是脉冲密度调制 PDM 格式（1 位高采样率数据流）或 I2S 格式（与 PDM 麦克风相同，但包括一个抽取滤波器和一个用于产生标准音频采样率的串行端口）。

麦克风和噪声监测器区别？

麦克风类和声级计类经常相互混淆。尽管麦克风是可拆卸部件（允许直接插入电测试信号），但 IEC 61672-1 标准并未单独规定对麦克风的要求。IEC 61672-1 级性能要求适用于带有麦克风的声级计作为一个整体。 

此后，噪声监测器将被视为满足 IEC 61672-1 的整个设备，以及作为带有麦克风的声级计。

噪声监测的未来是什么？

基于 MEMS 和经典电容式麦克风的噪声监测器的性能相当可比。

因此，在噪声监测器中使用 MEMS 麦克风可确保线性工作范围、频率响应、方向响应和温度工作范围等参数符合 IEC 61672-1。  

随着新技术的出现，声音监测的未来正在迅速变化，这些新技术可以更准确、更有效地测量和分析噪音水平。例如，传感器技术的最新发展使得创建声音监视器成为可能，它不仅可以检测环境噪声，还可以实时跟踪数据，并提供对一段时间内噪声趋势的详细分析。此外，机器学习算法被用于开发更复杂的噪声预测模型，可以帮助识别潜在的声音污染源并推荐缓解策略。最终，声音监测技术的这些和其他进步将有助于为所有人创造一个更加可持续和宜居的世界。

由于基于 MEMS 麦克风的设计成本低且性能非常好，NMT 系统是未来多点噪声监测的唯一正确选择。