소음계

thumb|IEC 61672-1:2002를 준수하는 Cirrus Research의 옵티머스 소음계(적분 평균 방식)

소음계 또는 사운드 레벨 미터(sound level meter), 음압 수준 측정기(sound pressure level meter)는 음향 측정을 위해 사용된다. 일반적으로 마이크로폰이 부착된 휴대용 기기이다. 소음계에 가장 적합한 마이크로폰은 정밀도, 안정성 및 신뢰성을 겸비한 콘덴서 마이크로폰이다. 마이크로폰의 다이어프램은 음파에 의해 발생하는 기압 변화에 반응한다. 이러한 이유로 이 기기를 음압 수준 측정기라고도 한다. 이 다이어프램의 움직임, 즉 음압 (파스칼, Pa 단위)은 전기 신호 (볼트, V 단위)로 변환된다. 음압을 소리로 설명할 때, 일반적으로 로그 변환이 적용되어 데시벨 (dB)로 음압 수준이 표시되며, 0 dB SPL은 20 마이크로파스칼과 같다.

마이크로폰은 알려진 일정한 제곱평균제곱근 음압이 가해졌을 때 생성되는 전압 값으로 구분할 수 있다. 이를 마이크로폰 감도라고 한다. 이 기기는 사용되는 특정 마이크로폰의 감도를 알아야 한다. 이 정보를 사용하여 기기는 전기 신호를 다시 음압으로 정확하게 변환하고 결과적인 음압 수준 (데시벨, dB 단위)을 표시할 수 있다.

소음계는 일반적으로 다양한 종류의 소음, 특히 산업, 환경, 광업 및 항공기 소음의 정량화를 위한 소음 공해 연구에 사용된다. 소음계의 기능과 성능을 규정하는 현재 국제 표준은 IEC 61672-1:2013이다. 그러나 소음계의 판독값은 인간이 인지하는 음량과는 잘 상관관계가 없으며, 이는 음량계로 더 잘 측정된다. 특정 음량은 압축 비선형성을 가지며 특정 수준과 주파수에서 달라진다. 이러한 측정 기준은 여러 가지 다른 방식으로도 계산될 수 있다.

세계 최초의 휴대용 트랜지스터 소음계는 1960년에 출시되었으며 덴마크 회사 브뤼엘 앤 키에르에 의해 개발되었다. 1969년, 캘리포니아 대학 연구원 그룹이 Pulsar Instruments Inc.를 설립하여 소음계 스케일에 소음 수준뿐만 아니라 소음 노출 시간을 표시한 최초의 회사가 되었다. 이는 미국 작업장의 소음을 통제해야 한다는 1969년 Walsh-Healey Act를 준수하기 위함이었다. 1980년, 영국의 Cirrus Research는 통합 Leq 및 음향 노출 수준 (SEL) 측정을 제공하는 세계 최초의 휴대용 소음계를 도입했다.

 분류 

 종류 
IEC 61672-1은 "세 가지 종류의 소음 측정 기기"를 명시한다. 이들은 "재래식" 소음계, 적분 평균 소음계 및 적분 소음계이다.

표준 소음계는 마이크로폰의 AC 신호가 제곱평균제곱근 (RMS) 회로에 의해 DC로 변환되므로, 시간 상수가 필요하며 이를 시간 가중치라고 한다. 이 중 세 가지 시간 가중치가 국제적으로 표준화되었는데, 원래 Slow라고 불렸던 'S' (1초), 원래 Fast라고 불렸던 'F' (125ms), 그리고 원래 Impulse라고 불렸던 'I' (35ms)이다. 이들의 이름은 1980년대에 어떤 언어에서든 동일하게 변경되었다. I-시간 가중치는 소음 사건의 충동적 특성과 실제 상관관계가 거의 없기 때문에 더 이상 표준 본문에 포함되지 않는다.

RMS 회로의 출력은 전압에서 선형이며, 로그 회로를 통과하여 데시벨 (dB)로 선형 판독값을 제공한다. 이는 주어진 제곱평균제곱근 음압과 기준 음압의 비율에 대한 10을 밑으로 하는 로그 값에 20을 곱한 값이다. 제곱평균제곱근 음압은 표준 주파수 가중치 및 표준 시간 가중치로 얻어진다. 기준 압력은 공기 중 소리에 대해 20 마이크로파스칼로 국제 협정에 의해 설정되었다. 따라서 데시벨은 어떤 의미에서는 단위가 아니라 단순히 무차원 비율이며, 이 경우 두 압력의 비율이다.

현재 소음 수준의 스냅샷을 제공하는 지수 평균 소음계는 청력 손상 위험 측정에 제한적으로 사용되며, 적분 또는 적분 평균 측정기가 일반적으로 요구된다. 적분 측정기는 단순히 주파수 가중치가 적용된 소음을 적분하거나, 다른 말로 '합산'하여 소음 노출을 제공하며, 사용되는 측정 기준은 압력 제곱 곱하기 시간(종종 Pa²·s이지만 Pa²·h도 사용됨)이다. 그러나 소음 단위가 역사적으로 데시벨로 설명되었기 때문에 노출은 대부분 음향 노출 수준(SEL), 즉 음향 노출을 데시벨로 로그 변환한 값으로 설명된다.

 개인 소음 노출량계 

소음계의 일반적인 변형은 노이즈 노출량계이다. 그러나 이는 이제 공식적으로 개인 소음 노출 측정기(PSEM)로 알려져 있으며 자체적인 국제 표준 IEC 61252:1993을 가지고 있다.

소음 노출량계 (미국식) 또는 소음 노출계 (영국식)는 특정 기간 동안 사람의 소음 노출을 통합하여 측정하기 위해 특별히 고안된 특수 소음계이다. 일반적으로 직업안전보건법 (OSHA) 29 CFR 1910.95 직업 소음 노출 표준 또는 EU 지침 2003–10/EC와 같은 보건 및 안전 규정을 준수하기 위함이다.

이것은 일반적으로 몸에 착용하는 기기로 의도되었으며, 따라서 몸의 존재로 인해 전반적인 음향 성능이 좋지 않기 때문에 기술적 요구 사항이 완화되었다. PSEM은 음향 노출, 일반적으로 Pa²·h를 기반으로 판독값을 제공하며, '퍼센트 용량'의 측정값을 제공하는 구형 '클래식' 노출량계는 대부분의 국가에서 더 이상 사용되지 않는다. "%용량"의 문제는 정치적 상황과 관련되어 있어, 지역 법률에 의해 "100%" 값이 변경되면 모든 장치가 구식이 될 수 있다는 것이다.

전통적으로 소음 노출량계는 비교적 큰 장치였으며, 마이크로폰이 귀 근처에 장착되고 케이블이 기기 본체(보통 벨트에 착용)로 연결되어 있었다. 이러한 장치에는 여러 문제가 있었는데, 주로 케이블의 신뢰성과 케이블의 존재로 인해 사용자의 정상적인 작업 모드에 방해가 된다는 점이었다. 1997년 영국 연구 보조금에 따라 EU 특허가 발행되었는데, 이는 방사선 배지처럼 매우 작아서 케이블이 필요 없으며 전체 장치를 귀 근처에 장착할 수 있는 최초의 장치 시리즈였다. 영국 디자이너이자 제조업체인 Cirrus Research는 세계 최초의 완전 무선 소음 노출량계인 doseBadge 개인 소음 노출량계를 선보였다. 오늘날 이러한 장치는 단순한 소음 노출량뿐만 아니라, 최신 모델에서는 전체 옥타브 밴드 분석을 포함하여 각각 완전한 크기의 소음계 기능을 많이 갖춘 네 개의 개별 노출량계를 제공하기도 한다.

 등급 
IEC 표준은 소음계를 두 가지 "등급"으로 나눈다. 두 등급의 소음계는 기능은 동일하지만 오류 허용 오차가 다르다. 1등급 기기는 더 넓은 주파수 범위와 더 엄격한 허용 오차를 가지며, 2등급 기기보다 가격이 높다. 이는 소음계 자체뿐만 아니라 관련 교정기에도 적용된다. 대부분의 국가 표준은 "최소한 2등급 기기"의 사용을 허용한다. 많은 측정에서 1등급 기기를 사용할 필요는 없으며, 1등급 기기는 연구 및 법 집행에 가장 적합하게 사용된다.

마찬가지로, 미국 국가표준 협회(ANSI)는 소음계를 0, 1, 2형 세 가지 다른 유형으로 명시한다. 이들은 직업안전보건법 OSHA 기술 매뉴얼 TED01-00-015, 챕터 5, OSHA 소음 및 청력 보호, 부록 III:A에 다음과 같이 설명되어 있다. "이 ANSI 표준은 0, 1, 2형 세 가지 정밀도 수준에 따라 성능 및 정확도 허용 오차를 설정한다. 0형은 실험실에서, 1형은 현장에서 정밀 측정에, 2형은 범용 측정에 사용된다. 규제 준수 목적으로 ANSI 2형 소음계 및 노출량계의 판독값은 ±2 dBA의 정확도를 가지는 것으로 간주되며, 1형 기기는 ±1 dBA의 정확도를 가진다. 2형 소음계는 OSHA가 소음 측정에 요구하는 최소 요구 사항이며, 일반적으로 범용 소음 조사에 충분하다. 1형 소음계는 비용 효율적인 소음 제어 설계에 선호된다. 특이한 측정 상황의 경우, 기기 정확도를 해석하는 데 제조업체의 지침과 적절한 ANSI 표준을 참조해야 한다."

 측정 

소음 및 소음 수준 값을 설명하는 데 사용되는 라벨은 IEC 표준 61672-1:2013에 정의되어 있다. 라벨의 첫 글자는 항상 L이다. 이는 마이크로폰을 통해 측정된 음압 수준이나 믹싱 데스크와 같은 오디오 구성 요소의 출력에서 측정된 전자 신호 수준과 같은 수준을 의미한다. 측정 결과는 적용된 주파수 가중치(소음계가 다른 소음 주파수에 반응하는 방식)와 시간 가중치(소음계가 시간 경과에 따른 음압 변화에 반응하는 방식)에 따라 달라진다.

 주파수 가중치 

thumb|left|200px|소리에 대한 A, C, Z 주파수 가중치
두 번째 글자는 주파수 가중치를 나타낸다. "패턴 승인" 소음계는 일반적으로 A, C, Z 주파수 가중치로 소음 측정을 제공한다.

Z-가중치는 모든 주파수에서 음압을 동일하게 나타낸다. A-가중치는 낮은 주파수와 높은 주파수를 훨씬 덜 가중하고, 중간 범위에서 약간의 증폭을 주어 낮은 (조용한) 수준에서 정상적인 인간 청력의 민감도를 나타낸다. C-가중치는 낮은 주파수에 더 민감하며, 소리가 클 때 (약 100 dB SPL) 인간이 듣는 것을 나타낸다.

IEC 61672-1:2013은 모든 소음계에 A-가중치 필터를 포함하도록 의무화하며, C 및 Z(제로) 주파수 가중치도 설명한다. 이전의 B 및 D 주파수 가중치는 현재 사용되지 않으며 표준에 더 이상 설명되지 않는다.

거의 모든 국가에서 소음으로 인한 청력 손실로부터 작업자를 보호하기 위해 A-가중치 사용이 의무화되어 있다. A-가중치 곡선은 역사적인 등청감 곡선에 기반을 두었으며, 순전히 과학적인 근거로 볼 때 A-가중치가 더 이상 이상적인 주파수 가중치가 아니라는 논란이 있지만, 그럼에도 불구하고 거의 모든 이러한 측정에 법적으로 요구되는 표준이며, 오래된 데이터를 새로운 측정과 비교할 수 있다는 엄청난 실질적인 이점이 있다. 이러한 이유로 A-가중치는 국제 표준에서 유일하게 의무화된 가중치이며, 주파수 가중치 'C'와 'Z'는 선택 사항이다.

원래 A-가중치는 약 40 dB 음압 레벨 (SPL) 정도의 조용한 소리에만 사용될 예정이었지만, 현재는 모든 레벨에 의무화되어 있다. C-가중치는 일부 법규에서 소음의 피크 값 측정에 여전히 사용되지만, 'A'와 'C'의 중간 지점인 B-가중치는 실질적인 용도가 거의 없다. D-가중치는 비바이패스 제트기를 측정할 때 항공기 소음 측정에 사용하도록 설계되었으며, 콩코드의 종말 이후 이는 모두 군용기 유형이다. 모든 민간 항공기 소음 측정에는 ISO 및 ICAO 표준에 따라 A-가중치가 사용된다.

 시간 가중치 

세 번째 글자가 F, S 또는 I이면, 이는 시간 가중치를 나타내며, F = 빠름, S = 느림, I = 임펄스이다. 시간 가중치는 소음계에서 측정된 수준을 더 쉽게 읽을 수 있도록 적용된다. 시간 가중치는 수준의 갑작스러운 변화를 감쇠시켜 더 부드러운 표시를 생성한다.

그래프는 이것이 어떻게 작동하는지 보여준다. 이 예에서 입력 신호는 갑자기 50 dB에서 80 dB로 증가하고, 6초 동안 유지되다가 갑자기 초기 수준으로 다시 떨어진다.

느린 측정 (노란색 선)은 약 5초 (공격 시간)가 걸려 80 dB에 도달하고 약 6초 (감쇠 시간)가 걸려 50 dB로 다시 떨어진다. S는 많이 변동하는 신호를 측정할 때 적절하다.

빠른 측정 (녹색 선)은 더 빠르게 반응한다. 약 0.6초가 걸려 80 dB에 도달하고 1초 미만이 걸려 50 dB로 다시 떨어진다. F는 신호가 덜 충동적일 때 더 적합할 수 있다.

빠름 또는 느림을 사용할지 여부는 종종 표준 또는 법률에 명시된 바에 따라 결정된다. 그러나 다음을 지침으로 사용할 수 있다.
느린 특성은 주로 빠른 응답으로 판독값이 너무 많이 변동하여 (약 4 dB 이상) 합리적으로 잘 정의된 값을 제공하기 어려운 상황에서 사용된다. 최신 디지털 디스플레이는 이전 1초 동안의 최대 r.m.s. 값을 표시하여 변동하는 아날로그 계측기 문제를 크게 해결한다.

임펄스 측정 (파란색 선)은 약 0.3초가 걸려 80 dB에 도달하고 9초 이상이 걸려 50 dB로 다시 떨어진다. 임펄스 응답 I는 불꽃놀이 또는 총성(gunshots)과 같이 날카로운 충동성 소음을 측정해야 하는 상황에서 사용될 수 있다.

 LAT 또는 Leq: 등가 연속 소음 수준 
thumb|left|250px|5분간 계산된 LAeq 소음 수준 측정 그래프
thumb|left|250px|연속 LAeq 소음 수준 측정 그래프
eq = 등가. 등가 값은 더 긴 시간 동안 평균화되므로 F, S 또는 I 시간 가중치가 적용된 소음 수준보다 디스플레이에서 읽기 쉽다.

시간에 따른 소음 수준 그래프를 보면, 파란색 곡선 아래 영역은 에너지를 나타낸다. 파란색 곡선 아래와 동일한 면적을 나타내도록 그려진 수평 빨간색 선은 LAeq를 제공한다. 즉, 전체 그래프에 걸쳐 에너지의 등가 값 또는 평균이다.

LAeq는 항상 직선은 아니다. LAeq가 그래프 시작부터 각 측정 지점까지의 등가 값으로 플로팅되면 두 번째 그래프에 표시된다.

데시벨로 표시되는 음향 노출 수준은 산업 소음 측정에서는 많이 사용되지 않는다. 대신 시간 평균 값이 사용된다. 이는 시간 평균 소음 수준이며, 일반적으로 '등가 연속 소음 수준'이라고 불리며, IEC 61672-1의 "정의" 3.9절에 설명된 공식 기호 LAT를 갖는데, 여기서 많은 정확한 공식 기호와 그 일반적인 약어들이 제공된다. 이들은 주로 공식 ISO 음향 정의를 따른다. 그러나 주로 역사적인 이유로 LAT는 일반적으로 Leq로 불린다.

형식적으로 LAT는 명시된 시간 간격 동안의 제곱평균제곱근 A-가중 음압과 기준 음압의 비율에 대한 10을 밑으로 하는 로그 값에 10을 곱한 값이며, 시간 상수는 관련이 없다. LAT를 측정하려면 적분-평균 측정기가 필요하며, 이는 개념적으로 음향 노출을 취하고, 시간으로 나누고, 그 결과에 로그를 취하는 것이다.

 짧은 Leq 
전체 LAT의 중요한 변형은 "짧은 Leq"이며, 매우 짧은 Leq 값이 예를 들어 1/8초 간격으로 연속적으로 측정되어 각각 디지털 메모리에 저장된다. 이러한 데이터 요소는 다른 장치로 전송되거나 메모리에서 복구되어 데이터가 수집된 후에도 거의 모든 기존 측정값으로 재구성될 수 있다. 이는 전용 프로그램 또는 표준 스프레드시트를 사용하여 수행할 수 있다. 짧은 Leq는 규제가 변경될 때 오래된 데이터를 재처리하여 새로운 규정을 충족하는지 확인할 수 있다는 장점이 있다. 또한 일부 경우 데이터를 한 측정값에서 다른 측정값으로 변환할 수 있다. 오늘날 거의 모든 고정 공항 소음 모니터링 시스템은 개념적으로 복잡한 소음계이며, 짧은 Leq를 측정값으로 사용하는데, 1초 Leq 값의 꾸준한 디지털 스트림을 전화선이나 인터넷을 통해 중앙 디스플레이 및 처리 장치로 전송할 수 있기 때문이다. 짧은 Leq는 대부분의 상업용 통합 소음계의 기능이지만, 일부 제조업체는 이를 여러 가지 다른 이름으로 부른다.

짧은 Leq는 음향 데이터 저장에 매우 유용한 방법이다. 원래 프랑스 정부의 국립시험소(Laboratoire National d'Essais, ref 1)의 개념이었던 짧은 Leq는 이제 전문 상업용 소음계에서 소음의 실제 시간 기록을 저장하고 표시하는 가장 일반적인 방법이 되었다. 다른 방법은 지수 음압 수준의 샘플을 저장하고 표시하여 시간 기록을 생성하는 것인데, 이는 소음계의 너무 많은 인공물을 표시하여 가치가 떨어지고 이러한 샘플링된 데이터는 전체 데이터 세트를 형성하기 위해 쉽게 결합될 수 없다.

2003년까지는 지수 및 선형 적분 소음계에 대한 별도의 표준(IEC 60651 및 IEC 60804 – 둘 다 현재 철회됨)이 있었지만, 그 이후로 통합 표준 IEC 61672는 두 가지 유형의 계측기를 모두 설명했다. 짧은 Leq가 가치 있으려면 제조업체는 각 개별 Leq 요소가 IEC 61672를 완전히 준수하는지 확인해야 한다.

thumb|250px|매분 계산된 LAFmax 소음 수준 측정 그래프

 Lmax 및 Lmin 
라벨에 max 또는 min이 표시되면, 이는 단순히 특정 기간 동안 측정된 최대값 또는 최소값을 나타낸다.

 LCpk: 피크 음압 수준 
대부분의 국가 규정은 또한 'C' 또는 'Z' 주파수 가중치를 사용하여 갑작스러운 큰 압력 피크로부터 작업자의 청력을 보호하기 위해 절대 피크 값을 측정하도록 요구한다. '피크 음압 수준'을 'MAX 음압 수준'과 혼동해서는 안 된다. 'MAX 음압 수준'은 주어진 시간 가중치 (S, F 또는 I)에 대해 특정 기간 동안 재래식 소음계가 제공하는 가장 높은 RMS 판독값이며, 피크 값보다 수십 데시벨 낮을 수 있다. 유럽 연합에서는 피크 소음 수준의 최대 허용 값은 140 dB(C)이며, 이는 200 Pa 압력에 해당한다. A-주파수 및 S-시간 가중 최대 소음 수준의 기호는 LASmax이다. C-주파수 가중 피크의 경우 LCpk 또는 LC,peak이다.

 표준화 

 소음계 
 IEC61672 Ed. 2.0 (2013)
 IEC60651 Ed 1.2 (2001) 및 Amendment 1 (1993-02), Amendment 2 (2000–10)
 IEC60804 (2000–10)
 ANSI S1.4-2014 (IEC 61672:2013에서 채택된 미국 국가 국제 표준)

 옥타브 필터 
 IEC61260 Ed. 1.0 (2014) 음향 측정 – 옥타브 밴드 및 부분 옥타브 밴드 필터
 ANSI S1.11-2004 (R2009)

 개인 소음 노출량계 
 IEC61252 Ed. 1.1 (2002–03)
 ANSI S1.25-1991(R2007)

 측정 마이크로폰 
 IEC 61094 : 2000

 실내 음향 
 ISO 3382-1:2009 실내 음향 파라미터 측정 Part 1: 공연 공간
 ISO 3382-2:2008 실내 음향 파라미터 측정 Part 2: 일반 실내 잔향 시간
 ASTM E2235 (2004) 방음 시험 방법에 사용되는 감쇠율 결정 표준 시험 방법.

 장비 안전 
IEC61010-1 Ed. 2.0 (2001–02)

 국제 표준 
다음 국제 표준들은 소음계, PSEM 및 관련 장치를 정의한다. 대부분의 국가 표준은 미국을 제외하고 이러한 표준을 매우 밀접하게 따른다. 많은 경우, EU가 동의한 동등한 유럽 표준은 예를 들어 EN 61672로 지정되며, 영국 국가 표준은 BS. EN 61672가 된다.
 IEC 61672 : 2013 "음향 측정 – 소음계"
 IEC 61252 : 1993 "음향 측정 – 개인 소음 노출 측정기 사양"
 IEC 60942 : 2003 "음향 측정 – 음향 교정기"
 IEC 62585 : 2012 "음향 측정 – 소음계의 자유장 응답을 얻기 위한 보정치를 결정하는 방법"
이러한 국제 표준은 IEC 기술 위원회 29: 음향 측정에서 국제법정계량기구 (OIML)와 협력하여 준비되었다.

2003년까지는 지수 및 선형 통합 소음계에 대한 별도의 표준이 있었지만, 그 이후 IEC 61672가 두 가지 유형을 모두 설명했다. 고전적인 지수형 소음계는 원래 '산업용' 소음계에 대한 IEC 123, 이어서 '정밀' 소음계에 대한 IEC 179에 설명되었다. 이 두 표준은 IEC 651로 대체되었고, 나중에 IEC 60651로 이름이 변경되었으며, 선형 통합 소음계는 처음에 IEC 804에 설명되었고, 나중에 IEC 60804로 이름이 변경되었다. IEC 60651과 60804 모두 "유형"이라고 불리는 네 가지 정확도 등급을 포함했지만, IEC 61672에서는 1등급과 2등급 두 가지 정확도 등급으로 축소되었다. IEC 61672 표준의 새로운 내용은 최소 60 dB 선형 범위 요구 사항과 Z-주파수 가중치, 일반적인 허용 오차 제한 강화, 그리고 각 설명된 주기 테스트에 대한 최대 허용 측정 불확실성 포함이다. 표준의 주기 테스트 부분(IEC61672.3)은 또한 제조업체가 실험실 전기 및 음향 테스트가 자유장 (음향학) 응답을 더 잘 모방할 수 있도록 보정 계수를 테스트 실험실에 제공하도록 요구한다. 사용되는 각 보정에는 테스트 실험실의 최종 측정 불확도 예산에 고려되어야 하는 불확실성이 제공되어야 한다. 이로 인해 이전 60651 및 60804 표준에 따라 설계된 소음계가 IEC 61672:2013의 요구 사항을 충족할 가능성은 낮다. 이러한 '철회된' 표준은 IEC 61672보다 정확도 요구 사항이 현저히 낮으므로 더 이상 사용해서는 안 되며, 특히 공식적인 구매 요구 사항에서는 더욱 그렇다.

 군사 표준 
미국 군대의 모든 전투 부대원은 정상 상태 또는 임펄스 소음으로 인한 청각 손상 위험에 노출되어 있다. 이중 청력 보호구를 적용하는 것이 청각 손상을 예방하는 데 도움이 되지만, 사용자가 주변 환경으로부터 고립되어 효과를 저해할 수 있다. 청력 보호구를 착용하면 병사는 자신의 움직임을 덜 인식하게 되어 적에게 자신의 존재를 알릴 가능성이 높아진다. 청력 보호 장치(HPD)는 또한 의사소통을 위해 더 높은 볼륨 수준을 요구할 수 있어 그 목적을 무효화할 수 있다.

MIL-STD 1474D 소음에 관한 최초의 군사 표준(MIL-STD)은 1984년에 발표되었고 1997년에 개정되어 MIL-STD-1474D가 되었다. 이 표준은 음향 소음 한계를 설정하고 여기에 명시된 소음 한계에 대한 적합성을 결정하기 위한 시험 요구 사항 및 측정 기술을 규정한다. 이 표준은 음향 소음을 방출하는 모든 설계 또는 구매된 (비개발 항목) 시스템, 하위 시스템, 장비 및 시설의 획득 및 제품 개선에 적용된다. 이 표준은 일반적인 작동 조건의 전체 범위 동안 방출되는 소음 수준을 다루기 위한 것이다.
MIL-STD 1474E 2015년에 MIL-STD 1474D는 MIL-STD-1474E로 발전했으며, 이는 2018년 현재 미국 국방 무기 개발 및 사용 지침으로 남아있다. 이 표준에서 국방부는 정상 상태 소음, 충격 소음, 청각 비감지성, 항공기 및 항공 시스템, 선박 소음에 대한 지침을 설정했다. 경고 표지판이 표시되지 않는 한, 정상 상태 및 충격 소음은 각각 85 데시벨 A-가중치 (dBA) 및 (보호구를 착용한 경우) 140 데시벨 (dBP)을 초과해서는 안 된다. 이 표준은 음향 소음 한계를 설정하고 여기에 명시된 소음 한계에 대한 적합성을 결정하기 위한 시험 요구 사항 및 측정 기술을 규정한다. 이 표준은 음향 소음을 방출하는 모든 설계 또는 구매된 (비개발 항목) 시스템, 하위 시스템, 장비 및 시설의 획득 및 제품 개선에 적용된다. 이 표준은 일반적인 작동 조건의 전체 범위 동안 방출되는 소음 수준을 다루기 위한 것이다. 이 표준에는 충격 소음 및 청력 위험을 평가하는 두 가지 방법이 포함되어 있다.
인간 청각 위험 평가 알고리즘 (AHAAH)은 청각 시스템의 1차원 전기음향 아날로그이며, MIL-STD 1474E의 수치 지침을 만들어냈다. 시간이 지남에 따라 이 알고리즘의 예측 가능성은 95% 정확도로 증가했다고 주장되었다. 미국 육군 연구소 연구원들은 거의 모든 오류가 위험의 과대 계산을 초래했다고 진술한다. 비교적으로 MIL-STD-147D는 동일한 데이터로 38%의 경우에서 정확하다고 간주되었다. 원래 고양이 동물 모델에서 개발되었고 나중에 인간 데이터에 의해 정보화된 AHAAH는 23개 위치의 기저막 변위를 합산한다. AHAAH 모델은 기저막의 추정 변위를 계산하고 기저막의 굴곡 축적을 합산한다. 사용자는 자신의 소음 노출, 보호 수준, 소음에 대한 사전 경고 여부를 입력하여 청각 위험 단위(ARU)로 위험 취약성을 받는다. 이 값은 복합 역치 변화와 허용 노출 횟수(ANE)로 변환될 수 있다. 복합 역치 변화는 청각 역치의 일시적 및 영구적 변화를 모두 통합하는 값이며, 후자는 유모 세포 기능과 상관관계가 있다.
AHAAH의 정확도 향상 주장은 종종 중이근(MEM)과 등골의 윤상 인대의 굴곡에 대한 민감성 때문이라고 한다. 소리에 대한 사전 경고를 받으면 MEM이 굴곡되어 음파가 반향될 능력이 감소하는 것과 관련이 있다. 충격음이 발생하면 등골의 윤상 인대가 굴곡되어 소리 진동의 피크를 강하게 잘라낸다. MIL-STD-1474가 발전함에 따라 기술과 방법이 AHAAP의 정확도를 향상시켰다. 연구원들은 AHAAP가 이중 보호의 경우 더 정확하다는 것이 입증되었지만, 경쟁 측정값인 LAeq8hr에 비해 사전 경고 없이 발생한 충격음의 경우 항상 그런 것은 아니라고 주장한다. 추가 개발에 대한 일부 제안은 더 사용자 친화적인 소프트웨어 생성, 데이터 수집 시 마이크로폰 배치, 인구 내 MEM 반사 부재, 계산 시 자유장 조건 재평가에 중점을 둔다. NATO, 미국 생물 과학 연구소, 국립 직업 안전 위생 연구소와 같은 기관들은 이 측정값이 구현되기 전에 이러한 제안들이 고려되어야 한다는 데 동의했다. 이 공동 결론은 MIL-STD-1474E 개발 이전에 내려졌다.
100밀리초에 대한 수준 충격 등가 에너지(LIAeq100ms)는 통합된 에너지를 계산하고 이를 100밀리초 간격과 동일시한다. (LIAeq100ms)는 폭발파의 초기 지속 시간에 대한 조정을 포함한다.
TOP-1-2-608A 이 시험 운영 절차(TOP)는 인력 안전, 음성 명료도, 음향 감지 및 인식으로부터의 보안, 지역 사회 불쾌감 평가를 위한 수단으로 개발 및 생산 물자의 공기 중 음압 수준을 측정하는 절차를 설명한다. 이 절차는 군용 차량 및 일반 장비의 정상 상태 소음, 무기 시스템 및 폭발물 장비의 충격 소음에 대한 시험을 다룬다.

 기관 
 영국의 음향 전문 기관
 국제 소음 제어 연구소
 IEC 표준 기구 홈페이지

 패턴 승인 및 주기적 테스트 
소음계를 선택할 때의 한 가지 문제는 "주장하는 표준을 준수하는지 어떻게 알 수 있는가?"이다. 이것은 어려운 질문이며 IEC 61672 part 2는 "패턴 승인" 개념으로 이에 답하려고 한다. 제조업체는 계측기를 국가 연구소에 제공해야 하며, 연구소는 그 중 하나를 테스트하고 주장을 충족하면 공식 패턴 승인 인증서를 발급한다. 유럽에서는 독일 PTB (독일연방물리기술원)의 승인이 가장 일반적으로 여겨진다. 제조업체가 자신의 제품군 중 적어도 하나의 모델이 이러한 승인을 받았음을 보여줄 수 없다면 조심하는 것이 합리적이지만, 이 승인 비용 때문에 제조업체가 모든 제품군을 승인받는 것은 어렵다. 저렴한 소음계 (200달러 미만)는 패턴 승인을 받지 못했을 가능성이 높으며 잘못된 측정 결과를 생성할 수 있다.

가장 정확하게 승인된 소음계조차도 감도(대부분의 사람들이 '교정'이라고 막연하게 부르는 것)를 정기적으로 확인해야 한다. 주기적인 테스트 절차는 IEC61672.3-2013에 정의되어 있다. 주기적인 테스트의 정확성을 보장하기 위해 국제 시험기관 인정 협력체 또는 다른 지역 국제 시험기관 인정 협력체 서명자에게 소급 가능한 결과를 생성할 수 있는 시설에서 절차를 수행해야 한다.

단순한 단일 수준 및 주파수 확인을 위해 습도, 온도, 배터리 전압 및 정압을 보정하기 위한 추가 센서가 있는 컴퓨터 제어 발생기로 구성된 장치를 사용할 수 있다. 발생기의 출력은 소음계 마이크로폰이 삽입되는 0.5인치 공동의 변환기로 공급된다. 생성되는 소음 수준은 94 dB이며, 이는 1 파스칼의 제곱평균제곱근 음압에 해당하며, 모든 주파수 가중치가 동일한 감도를 갖는 1 kHz 주파수이다.

완벽한 소음계 확인을 위해 IEC61672.3-2013에 명시된 주기적 테스트를 수행해야 한다. 이러한 테스트는 소음계를 전체 주파수 및 동적 범위에 걸쳐 여기시켜 IEC61672.1-2013에 정의된 예상 설계 목표를 준수하는지 확인한다.

 ANSI/IEC: 대서양 분할 
소음계는 또한 "대서양 분할"에 따라 두 가지 유형으로 나뉜다. 미국 미국 국가표준 협회 (ANSI) 사양을 충족하는 소음계는 일반적으로 해당 국제전기기술위원회 (IEC) 사양을 동시에 충족할 수 없는데, 이는 ANSI 표준이 무작위 입사파, 즉 확산음장에서 교정되는 기기를 설명하는 반면, 국제적으로는 단일 방향에서 오는 소리인 자유장에서 교정되는 기기를 설명하기 때문이다. 또한, 미국 노출량계는 레벨이 5 dB 증가할 때마다 허용 노출 시간이 절반으로 줄어드는 레벨 대 시간의 교환율을 가지는 반면, 전 세계 다른 지역에서는 레벨이 3 dB 증가할 때마다 허용 노출 시간이 절반으로 줄어든다. 3 dB 배증 방법은 "등에너지" 규칙이라고 불리며, 한 규칙으로 측정된 데이터를 다른 규칙에서 사용하도록 변환할 수 있는 방법은 없다. 이러한 차이점에도 불구하고, 많은 개발도상국은 자국 규정 내에서 단일 기기 내에서 미국 및 국제 사양을 모두 참조한다. 이 때문에 많은 상업용 PSEM은 3 dB 및 5 dB 배증을 가진 듀얼 채널을 가지며, 일부는 미국 공군을 위해 4 dB를 가지기도 한다.

 기타 응용 분야 

 건축 음향, 방음 및 잔향 시간 
일부 고급 소음계에는 잔향 시간 (RT60) (음원이 멈춘 후 밀폐된 공간에서 소리가 "사라지는" 데 필요한 시간 측정) 측정 기능도 포함될 수 있다. 측정은 통합 충격 응답 또는 중단된 소음 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 이러한 소음계는 최신 ISO 3382-2 및 ASTM E2235-04 측정 표준을 준수해야 한다.

건축물 음향 측정을 위해서는 증폭기와 무지향성 스피커를 통해 핑크 또는 화이트 노이즈를 제공하는 신호 발생기가 필요하다. 실제로 무지향성 스피커 또는 음원은 방 전체에 소리를 균일하게 분산시켜야 한다. 정확한 측정을 위해서는 소리가 균등하게 방사되어야 한다. 이는 브뤼엘 앤 키에르 옴니파워 사운드 소스 타입 4292에 의해 설명된 대로 12개의 스피커를 십이면체 구성으로 배열하여 구형 분포를 사용하여 달성할 수 있다. 모든 스피커는 직렬-병렬 네트워크로 연결되어 위상 동기화 작동 및 증폭기에 대한 임피던스 매칭을 달성해야 한다.

잔향 시간 측정은 종종 벽/칸막이 방음을 계산하거나 건축 음향을 정량화하고 검증하는 데 사용된다.

 소음 모니터링 스테이션 
thumb|upright|캘리포니아 뮤어우즈 국립기념물의 소음 모니터링 스테이션
일부 응용 분야에서는 영구적 또는 반영구적으로 소음을 지속적으로 모니터링할 수 있는 기능이 필요하다. 일부 제조업체는 이러한 목적을 위해 영구 및 반영구 소음 모니터링 스테이션을 제공한다. 이러한 모니터링 스테이션은 일반적으로 소음계를 핵심으로 하며 원격 통신, GPS 및 기상 관측소와 같은 추가 기능을 갖추고 있다. 또한 태양광 발전으로도 전력을 공급받을 수 있다. 이러한 모니터링 스테이션의 응용 분야에는 공항 소음, 건설 소음, 광업 소음, 교통 소음, 철도 소음, 지역 사회 소음, 풍력 발전소 소음, 산업 소음 등이 있다.

최신 모니터링 스테이션은 또한 셀룰러 모뎀, WiFi 네트워크 또는 직접 LAN 케이블을 사용하여 원격 통신 기능을 제공할 수 있다. 이러한 장치는 특정 dB 수준을 초과할 경우 이메일 및 문자 메시지를 통해 실시간 경고 및 알림을 허용한다. 시스템은 또한 매일, 매주 또는 매월 보고서를 원격으로 이메일로 보낼 수 있다. 실시간 데이터 게시도 종종 필요하며, 이는 웹 사이트에 데이터를 푸시하여 달성할 수 있다.

 스마트폰 애플리케이션 
alt=한 사람이 미국 국립 직업안전위생연구소 소음계 애플리케이션(앱)을 표시하는 스마트폰을 들고 있는 이미지|thumb|upright|left| 미국 국립 직업안전위생연구소 소음계 앱

스마트폰의 보편성, 지속적인 네트워크 연결성, 내장된 지리 정보 시스템 기능 및 사용자 상호 작용 기능은 소음, 그 측정, 그리고 청력 및 전반적인 건강에 미치는 영향을 바라보는 방식을 혁신할 엄청난 기회를 제공한다. 실시간 소음 노출 데이터를 획득하고 표시할 수 있는 능력은 사람들의 직장(및 비직장) 환경에 대한 인식을 높이고 청력 위험 및 전반적인 안녕에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 한다. (NIOSH)는 직장에서 참여형 소음 모니터링 연구를 수행하는 데 이러한 앱에 의존할 수 있는지 여부를 결정하기 위한 광범위한 노력의 초기 단계로 스마트폰 소음 측정 애플리케이션(앱)의 기능과 정확성을 선택하고 특성화하기 위한 파일럿 연구를 수행했다.

연구원들은 스마트폰을 사용하여 소음 노출 데이터를 수집하고 문서화하는 데 개인 정보 보호 및 개인 데이터 수집, 그러한 연구 참여 동기, 손상되거나 잘못된 데이터, 수집된 데이터를 저장하는 능력과 관련된 문제가 여전히 남아 있다고 보고했다. 연구원들은 스마트폰 소음 앱이 작업자에게 권한을 부여하고 작업 환경에 대해 교육받은 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있다고 결론지었다. 대부분의 스마트폰 소음 측정 앱은 법적으로 요구되는 측정에 사용될 만큼 정확하지는 않지만, NIOSH 소음계 앱은 IEC 61672/ANSI S1.4 소음계 표준(전기음향 – 소음계 – Part 3: 주기 테스트)의 요구 사항을 충족했다. 교정된 마이크로폰은 스마트폰 기반 소음 측정의 정확성과 정밀도를 크게 향상시킨다. 소음계 앱을 교정하려면 사전 정의된 프로필에 의존하기보다는 음향 교정기를 사용해야 한다. 이 연구는 전문 기기와 스마트폰 기반 앱 간의 격차가 좁아지고 있음을 나타냈다.

청력 건강 전담 기관인 Healthy Hearing은 최고의 스마트폰 소음계 앱에 대해 보고했다. NIOSH 소음계, Decibel X, 그리고 Too Noisy Pro.

 같이 보기 
 등청감 곡선
 ITU-R 468 노이즈 가중치
 오디오 시스템 측정
 음압
 클랩-오-미터

일반:
 소음 측정
 소음 규제
 소음으로 인한 건강 영향

 각주 

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분류:음향학
분류:계측기
분류:소리
분류:소음 공해
분류:음향 물리량