Massachusettsben a törvény előírja, hogy bizonyos hangforrások nem okozhatnak zajt. Mit definiálnak zajként, kérdezhetné? Nos, a zaj a Commonwealth államban két feltétel valamelyikének teljesülése esetén fordul elő: ha a hangforrásból származó hang 10 dB-es növekedést okoz a környezeti/háttérhanghoz képest, vagy ha a hang úgynevezett “tiszta hangot” produkál. Ebben a blogban a második feltételbe fogunk belemerülni.
Mi az a tiszta hang? A BBN alapítója, Leo Beranek a tiszta hangokra úgy hivatkozik, mint “a legegyszerűbb periodikus hang”. Az ő definíciója a következő: “A Pure Tone hang olyan nyomászavar, amely rögzített frekvenciaként szinuszosan ingadozik”. Egy másik kiváló akusztika professzor, Cyrill Harris rögtön a lényegre tér, és a Tiszta Hangot úgy definiálja, mint “egyetlen frekvenciából álló hangot”.
Kipróbáljunk néhány példát a Tiszta Hangot tartalmazó hangokra. A példa, amit az ügyfelekkel való beszélgetés során használok, a fékcsikorgás vagy a körmök hangja a táblán. A Noise & Vibration Group munkatársaim felajánlottak néhány más valós példát, mint például a hangvilla hangja, a templomi harang, a hajó- vagy vonatfütty és a hidraulikus rendszerek hangja. Hasonlóképpen, ha valaha volt már hallásvizsgálaton, akkor bizonyos frekvenciájú hangokat hallgatnak meg, majd változtatják az amplitúdót és a frekvenciát. Ezek a hangok tiszta hangok, és általában bizonyos frekvenciákra, úgynevezett oktávsávokra összpontosulnak.
Véleményem szerint, ha valakit zavar a hang, akkor sokkal valószínűbb, hogy egy tiszta hang jelenléte zavarja, nem pedig a hangszint. A rossz frekvenciákon a Tiszta Hang rendkívül zavaró hang lehet. A vészhelyzeti járművek szirénái modulált tiszta hangot használnak, mert a háttérhangok felett könnyen hallhatóak. Talán azt kérdezi magától; honnan tudom, hogy tiszta hangom van-e? Ha az Önt zavaró zaj zümmögő, harsogó vagy süvítő hangot ad, akkor valószínűleg Tiszta Hangról van szó.
Az akusztikai jelleg könnyen mérhető, de ehhez olyan hangszintmérőre van szükség, amely frekvenciafüggő mérési képességgel rendelkezik. Ez magában foglalja az oktávsáv, egyharmad oktávsáv, FFT (Fast Fourier Transform) vagy spektrumanalízis képességet. Mivel a tiszta hang mérése független az amplitúdó pontosságától, egy okostelefonos alkalmazással, például az Analyzerrel pontos tiszta hangelemzés végezhető.
Számos közösségi zajvizsgálatban vettem részt mind közösségi, mind ipari oldalról. 2009-ben egy külvárosi közösség panaszkodott egy ipari szomszédtól származó, néhány éve tartó zavaró zajra. A vállalat tanácsadója zajméréseket végzett, de a MassDEP szabványai szerint nem regisztrálták a Tiszta hangot. Ezt követően a közösségi csoport felbérelt, hogy méréseket végezzek a nevükben. Amit találtam, az nagyon érdekes volt. A méréseim azt mutatták, hogy a Commonwealth módszertanát alkalmazva valójában nem volt tiszta hang. Ennek során a hangot oktávsávokban mérik, ami egy durva hangmérés. A tiszta hangot akkor ismerik fel, ha a hangnyomásszint bármelyik oktávsávban több mint 3 decibellel magasabb, mint a két szomszédos sávban.
A 2009-es évben a fülemnek nyilvánvaló volt, hogy a szóban forgó létesítmény tiszta hangot produkál. Megérkeztem az ügyfélhez, kiszálltam az autómból, és azonnal meghallottam a problémát. Mint egy vészhelyzeti jármű szirénája, a Pure Tone a középfrekvencián, mondjuk 250 hertz felett nyilvánvaló. Mivel a fülem azt súgta nekem, finomabb felbontású adatokat szereztem, beleértve az egyharmad oktávos sávot és az FFT (keskeny sávú) méréseket is. A finomabb 1/3 oktávos sávokkal mért adatok két sávban mutattak valószínű hangokat; 400 és 800 hertz. A még finomabb FFT/spektrumelemzéssel végzett mérések pontos frekvenciákat mutattak ki, és ebben az esetben 363 és 726 hertzes hangokat találtunk. Ebben az esetben a 726 hertzes tiszta hang pontosan kétszerese a 363 hertzes tiszta hangnak. A magasabb frekvenciájú hangot az alacsonyabb frekvenciájú hang felharmonikusának nevezik.
Miért nem regisztrálták az oktávsávos zajmérések, hogy Tiszta Hangot tartalmaz, amikor a finomabb mérések egyértelműen az ellenkezőjét találták? Ez volt a nyilvánvaló kérdés az ügyben érintettek részéről. Bizonyos hangok, amelyek harmonikusokat tartalmaznak, olyan hangot, amely az elsődleges hang egész egész számúszorosa, elfedhetik az állam által használt oktávsávos Tiszta Hang módszert. Orvosi hasonlattal élve, ez olyan, mintha egy röntgenfelvételt használnánk egy szalagszakadás kimutatására, amit csak MRI-vel lehet látni.
Egy 250 hertzes sávban lévő Pure Tone hang egyetlen felharmonikával például Pure Tone-t eredményezne az 500 hertzes sávban. Ha bármelyik hang önmagában létezne, azt a MassDEP-módszer Tiszta Hangként határozná meg, de együttesen olyan helyzetet eredményez, amelyben a MassDEP-módszerrel nem lehetne Tiszta Hangot besorolni. Amíg egynél több hang létezik bármelyik két oktávos sávban, a MassDEP módszer nem azonosítja a Tiszta Hang állapotot.
Mi a teendő? Vannak más módszerek is annak megállapítására, hogy létezik-e tiszta hang, finomabb mérési módszerekkel; egyharmados oktávsávok és keskeny sáv. A 2009-es ajánlásom ma is érvényes, a MassDEP-nek jobb módszert kell elfogadnia. Ismét az orvosi hasonlatot használva, az orvos először röntgenfelvételt készíttet, de ha az nem talál semmit, akkor MRI-t ír elő.
