Detsibel on suhteline mõõtühik, see ei ole sarnane teiste teadaolevate suurustega, mistõttu seda üldtunnustatud SI ühikute süsteemi ei lisatud. Paljudes arvutustes on aga lubatud kasutada detsibelle koos absoluutsete mõõtühikutega ja kasutada neid isegi võrdlusväärtusena.
Detsibellid määratakse füüsikaliste suuruste hulka kuulumise järgi, seega ei saa neid seostada matemaatika mõistetega. Seda on lihtne ette kujutada, kui tuua paralleel protsentidega, millega detsibellidel on palju ühist. Neil pole konkreetseid mõõtmeid, kuid need on väga mugavad, kui võrrelda kahte sama nimega väärtust, isegi kui need on olemuselt erinevad. Seega pole raske ette kujutada, mida mõõdetakse detsibellides.
Esinemise ajalugu
Nagu pikaajaliste uuringute tulemusena selgus, ei sõltu tundlikkus otseselt absoluutsestheli levimise tase. See on helilainete mõjutsoonis asuvale antud pindalaühikule rakendatud võimsuse mõõt, mida tänapäeval mõõdetakse detsibellides. Selle tulemusena tekkis uudishimulik proportsioon - mida rohkem ruumi inimkõrva kasutatavale alale kuulub, seda paremini tajub see minimaalset võimsust.
Nii õnnestus teadlasel Alexander Graham Bellil kindlaks teha, et inimese kõrva tajumise piir on 10–12 vatti ruutmeetri kohta. Saadud andmed hõlmasid liiga laia vahemikku, mida esindasid vaid mõned väärtused. See tekitas mõningaid ebamugavusi ja teadlane pidi looma oma mõõtmisskaala.
Algversioonis oli nimetu skaalal 14 väärtust - 0 kuni 13, kus inimese sosinal oli väärtus "3" ja kõnekeeles - "6". Hiljem kasutati seda skaalat laialdaselt ja selle ühikuid nimetati bellideks. Logaritmilisel skaalal täpsemate andmete saamiseks suurendati algset ühikut 10 korda – nii moodustusid detsibellid.
Üldine teave
Esiteks tuleb märkida, et detsibell on üks kümnendik Belist, mis on kahe astme suhte määrava logaritmi kümnendvorm. Võrreldavate volituste olemus valitakse meelevaldselt. Peaasi, et järgitaks reeglit, mis esindab võrreldavaid võimsusi võrdsetes ühikutes, näiteks vattides. Selle funktsiooni tõttu kasutatakse detsibellide tähistusi erinevatesalad:
- mehaaniline;
- elekter;
- akustiline;
- elektromagnetiline.
Kuna praktiline rakendamine näitas, et Bel osutus üsna suureks ühikuks, tehti parema selguse huvides selle väärtus korrutada kümnega. Nii ilmus üldtunnustatud ühik - detsibell, milles täna mõõdetakse heli.
Vaatamata suurele ulatusele teavad enamik inimesi, et helitugevuse määramiseks kasutatakse detsibelle. See väärtus iseloomustab helilaine intensiivsust ruutmeetri kohta. Seega on helitugevuse suurendamine 10 detsibelli võrra võrreldav helitugevuse kahekordistamisega.
Õigusaktides on detsibell tunnistatud ruumi mürataseme arvutuslikuks väärtuseks. See oli määravaks tunnuseks elamute lubatud mürataseme arvutamisel. See väärtus võimaldab mõõta lubatud mürataset detsibellides korteris ja vajadusel tuvastada rikkumisi.
Kasutusala
Tänapäeval kasutavad telekommunikatsioonidisainerid detsibelli baasühikuna, et võrrelda seadme jõudlust logaritmilisel skaalal. Selliseid võimalusi pakub selle väärtuse disainifunktsioon, mis on erinevate tasemete logaritmiline ühik, mida kasutatakse summutamiseks või, vastupidi, võimsuse võimendamiseks.
Decibelit kasutatakse laialdaselt erinevates kaasaegse tehnoloogia valdkondades. Mida mõõdetakse tänapäeval detsibellides? Need on erinevad kogused, mis muutuvadlai valik, mida saab rakendada:
- teabe edastamisega seotud süsteemides;
- raadiotehnika;
- optika;
- antennitehnoloogia;
- akustika.
Seega kasutatakse detsibelle dünaamilise ulatuse karakteristikute mõõtmiseks, näiteks saab mõõta teatud muusikainstrumendi heli tugevust. Samuti avab see võimaluse arvutada summutatud laineid hetkel, mil need läbivad neelduvat keskkonda. Detsibellid võimaldavad teil määrata võimenduse või fikseerida võimendi tekitatud müra.
Neid dimensioonideta ühikuid on võimalik kasutada nii teist järku - energia või võimsusega - seotud füüsiliste suuruste kui ka esimest järku - voolu või pingega seotud suuruste jaoks. Detsibellid avavad võimaluse mõõta kõigi füüsikaliste suuruste vahelist seost ja lisaks võrdlevad nad nende abiga absoluutväärtusi.
Heli helitugevus
Heli kokkupuute tugevuse füüsikalise komponendi määrab kontaktpinna ühikule mõjuv saadaoleva helirõhu tase, mida mõõdetakse detsibellides. Müra tase kujuneb helide kaootilisest sulandumisest. Inimene reageerib madalatele sagedustele või vastupidi kõrge sagedusega helidele nagu vaiksematele helidele. Ja keskmise sagedusega helisid tajutakse valjemana vaatamata samale intensiivsusele.
Arvestades, et inimkõrv tajub erineva sagedusega helisid ebaühtlaselt elektrooniliselAlusse on loodud sagedusfilter, mis on võimeline edastama samaväärset helitugevust dBa-des väljendatud mõõtühikuga – kus “a” tähistab filtri rakendust. See filter, mis põhineb mõõtmise normaliseerimise tulemustel, suudab simuleerida helitaseme kaalutud väärtust.
Erinevate inimeste võime helisid tajuda on helitugevuse vahemikus 10–15 dB ja mõnel juhul isegi suurem. Heli intensiivsuse tajutavad piirid on sagedused 20 kuni 20 tuhat hertsi. Kõige hõlpsamini tajutavad helid asuvad sagedusvahemikus 3–4 kHz. Seda sagedust kasutatakse tavaliselt telefonides, samuti keskmistel ja pikkadel lainetel edastamisel.
Aastatega väheneb tajutavate helide ulatus, eriti kõrgsagedusspektris, kus vastuvõtlikkus võib langeda 18 kHz-ni. Selle tulemuseks on üldine kuulmislangus, mis mõjutab paljusid vanemaid inimesi.
Lubatud müratasemed eluruumides
Detsibellide kasutamisega sai võimalikuks määrata ümbritsevate helide jaoks täpsem müraskaala. See peegeldab omadusi, mis on parema täpsusega võrreldes algse skaalaga, mille toona lõi Alexander Bell. Selle skaala abil määrasid seadusandlikud organid mürataseme, mille norm kehtib kodanike puhkamiseks mõeldud eluruumides.
Seega tähendab väärtus "0" dB täielikku vaikust, mis põhjustab kõrvades kohinat. Järgmine väärtus 5 dB määrab ka kogusummavaikus väikese helitausta juuresolekul, mis summutab keha sisemised protsessid. 10 dB juures muutuvad hägused helid eristatavaks – igasugused sahinad või lehtede kahisemine.
Väärtus 15 dB on kõige vaiksemate helide (nt kella tiksumine) vahemikus, mis on selgelt kuuldav. Helitugevusega 20 dB suudate märgata inimeste hoolikat sosinat 1 meetri kaugusel. 25 dB märk võimaldab teil selgemini kuulda sosistatavaid vestlusi ja pehmete kudede hõõrdumise kahinat.
30 dB määrab, mitu detsibelli on öösel korteris lubatud ja seda võrreldakse vaikse vestluse või seinakella tiksumisega. 35 dB juures on summutatud kõne selgelt kuulda.
40 detsibelli tase määrab tavalise vestluse heli tugevuse. See on piisav helitugevus, mis võimaldab teil ruumis vab alt suhelda, televiisorit vaadata või muusikalugusid kuulata. See märk määrab, mitu detsibelli on korteris päeva jooksul lubatud.
Töötingimustes lubatud müratase
Võrreldes lubatud müratasemega detsibellides korteris, tööl ja kontoritegevuses on tööajal lubatud muud helitaseme normid. Piirangud on erinevas järjekorras, mis on iga ametitüübi jaoks selgelt reguleeritud. Põhireegel nendes tingimustes on vältida mürataset, mis võib inimeste tervist kahjustada.
Kontorites
45 dB müratase on kuuldavas vahemikus ja on võrreldav puuri või puuri heliga.elektrimootor. 50 dB müra jääb samuti suurepärase kuuldavuse piiridesse ja on tugevuselt võrdne kirjutusmasina heliga.
Müratase 55 detsibelli jääb suurepärase kuuldavuse piiridesse, seda saab kujutada mitme inimese samaaegse kõlava vestluse näitel. Seda indikaatorit peetakse kontoriruumide jaoks vastuvõetavaks ülemiseks märgiks.
Loomakasvatuses ja kontoritöös
Müratugevust 60 dB peetakse kõrgeks, sellist mürataset võib kohata kontorites, kus töötab korraga palju kirjutusmasinaid. 65 dB indikaatorit peetakse samuti kõrgeks ja seda saab salvestada, kui printimisseade töötab.
Müratase kuni 70 dB on endiselt kõrge ja seda leidub loomakasvatusfarmides. Müraväärtus 75 dB on kõrgendatud mürataseme piirväärtus, seda võib täheldada linnufarmides.
Tootmises ja transpordis
80 dB märgiga kaasneb valju heli tase, millega pikaajaline kokkupuude põhjustab osalise kuulmiskaotuse. Seetõttu on sellistes tingimustes töötamisel soovitatav kasutada kõrvakaitseid. Ka müratase 85 dB jääb valju helitaseme piiridesse, mida võib võrrelda kudumisvabriku seadmete tööga.
Müraväärtus 90 dB hoitakse valju heli piires, sellise mürataseme saab registreerida rongi liikumisel. Müratase 95 dB jõuab valju heli äärmuslikesse piiridesse, selline müra võib ollaparandage veerevas poes.
Mürapiirang
Müratase 100 dB juures jõuab liiga valju heli piirini, seda võib võrrelda äikesega. Tööd sellistes tingimustes loetakse ebatervislikuks ja seda tehakse teatud staaži raames, mille järel loetakse inimene ohtlikuks tööks kõlbmatuks.
Müra väärtus 105 dB jääb samuti liiga valju heli vahemikku, sellise jõu müra tekitab metalli lõikamisel elektrilõikur. 110 dB müratase jääb ülemäära valju heli piiridesse, selline näitaja salvestatakse helikopteri õhkutõusmisel. Liiga valju heli piiriks loetakse müraväärtust 115 dB, sellist müra tekitab liivaprits.
Mürataset 120 dB peetakse talumatuks, seda võib võrrelda tungraua tööga. Mürataset 125 dB iseloomustab ka väljakannatamatu müratase, selle märgi saavutab lennuk stardis. Maksimaalseks müratasemeks dB-des loetakse piiriks umbes 130, pärast mida saabub valulävi, mida kõik ei talu.
Kriitiline müratase
Müra tugevust umbes 135 dB peetakse vastuvõetamatuks, inimene, kes satub sellise tugevusega heli tsooni, saab kestašoki. 140 dB müratase toob kaasa ka kestalöögi ehk õhkutõusva reaktiivlennuki heli. Müratasemel 145 dB plahvatab killustikgranaat.
Saabub tankisoomuse kumulatiivse mürsu purunemine 150–155 dB, sellise jõu heli põhjustabpõrutused ja vigastused. Üle 160 dB märgi rakendub helibarjäär, seda piiri ületav heli põhjustab kuulmekile rebenemist, kopsude kokkuvarisemist ja mitmeid lööklaine vigastusi, põhjustades kohese surma.
Kuuldamatute helide mõju kehale
Heli, mille sagedus on alla 16 Hz, nimetatakse infrapunaks ja kui selle sagedus ületab 20 tuhat Hz, siis sellist heli nimetatakse ultraheliks. Inimese kõrva trummikile ei ole võimalik selle sagedusega helisid tajuda, seega jäävad need inimese kuulmisulatusest välja. Detsibellid, millega tänapäeval heli mõõdetakse, määravad ka kuuldamatute helide tähenduse.
Madala sagedusega helid vahemikus 5–10 Hz on inimkeha poolt halvasti talutavad. Selline mõju võib aktiveerida tõrkeid siseorganite töös ja mõjutada ajutegevust. Lisaks avaldab madalate sageduste intensiivsus mõju luukoele, provotseerides erinevate haiguste või vigastuste all kannatavatel inimestel liigesevalu.
Igapäevased ultraheli allikad on erinevad sõidukid, need võivad olla ka äike või elektroonikaseadmete töö. Sellised efektid väljenduvad kudede kuumenemises ja nende mõju tugevus sõltub aktiivse allika kaugusest ja helitugevusest.
Samuti kehtivad teatud piirangud avalikele töökohtadele, mille heliallikad on kuuldamatu vahemikus. Infrapunaheli maksimaalne intensiivsus peab jääma 110 piiressedBa ja ultraheli tugevus on piiratud 125 dBa-ga. See on rangelt keelatud isegi lühiajaliselt piirkondades, kus helirõhk ületab mis tahes sagedusel 135 dB.
Kontoriseadmetest ja kaitsemeetoditest tuleneva müra mõju
Arvuti ja muude organisatsiooniliste seadmete tekitatav müra võib olla suurem kui 70 dB. Sellega seoses ei soovita eksperdid paigaldada suurt hulka neid seadmeid ühte ruumi, eriti kui see pole suur. Müra tekitavad seadmed on soovitatav paigaldada väljaspool ruumi, kus viibivad inimesed.
Mürataseme vähendamiseks viimistlustöödel kasutatakse mürasummutavate omadustega materjale. Lisaks võite kasutada tihedast kangast kardinaid või äärmisel juhul kõrvatroppe, mis katavad kuulmekile kokkupuute eest.
Täna on kaasaegsete hoonete ehitamisel uus standard, mis määrab ruumide heliisolatsiooni taseme. Korrusmajade seinte ja lagede mürakindlus on testitud. Kui heliisolatsiooni tase on alla lubatud piiri, ei saa hoonet kasutusele võtta enne, kui probleemid on kõrvaldatud.
Lisaks seavad nad täna piirangud erinevate signaalimis- ja hoiatusseadmete helitugevusele. Näiteks tulekaitsesüsteemide puhul peaks hoiatussignaali helitugevus olema vahemikus 75 dBa kuni 125 dBa.
