Mikrofony MEMS posłużą do tworzenia map hałasu

Mikrofony MEMS posłużą do tworzenia map hałasu

Brytyjscy inżynierowie dźwięku znaleźli zupełnie nowe zastosowanie dla systemów mikroelektromechanicznych (MEMS). Mikrofony MEMS posłużą do mapowania hałasu.

System DREAMSys (Distributed Remote Environmental Array and Monitoring System) wykorzystuje matrycę niedrogich bezprzewodowych mikrofonów MEMS do rejestrowania danych o hałasie na dużym obszarze. Dane te pozwolą w przyszłości przyspieszyć tworzenie i walidację map hałasu.

Technologia ta powstała w ramach współpracy pomiędzy brytyjskim National Physical Laboratory (NPL), producentem mierników poziomu hałasu Castle Group, Qinetiq oraz Hoare Lea Acoustics. Prace wspierane były również przez Technology Strategy Board.

Mikrofony MEMS są już dziś powszechnie wykorzystywane w telefonach komórkowych oraz komputerach, jednakże nikt dotąd nie wykorzystał ich do precyzyjnego mierzenia hałasu. Po części wynika to faktu, iż komercyjnie dostępne urządzenia tego typu nie zostały zaprojektowane do takich celów przez co ich parametry użytkowe w kontekście aplikacji pomiarowych były słabo znane.

Zatem kluczowym pytaniem przed próbą wykorzystania mikrofonów MEMS do pomiarów było to, jakie są ich parametry w porównaniu z tradycyjnymi mikrofonami.

Naukowcy zrzeszeni wokół projektu DREAMSys przebadali to zagadnienie i z powodzeniem zainstalowali mikrofony MEMS w nowatorskim systemie monitorowania hałasu, pokazując tym samym po raz pierwszy to, że nadają się one do pomiarów ilościowych.

Według przedstawicieli NPL, system został zaprojektowany do pracy na zewnątrz, w związku z czym jest odporny na zmienne warunki pogodowe i zasilany przez akumulatorki.

Według unijnej dyrektywy 2002/49/EC, mapy hałasu mają być przygotowywane dla każdej drogi, torów czy lotnika wojskowego.

Jednakże podejście bazujące na konwencjonalnych miernikach poziomu hałasu jest niepraktyczne, głównie z przyczyn ekonomicznych. Z tego powodu, Dyrektywa wymaga map tworzonych w oparciu o szacowany poziom hałasu.

Według przedstawicieli NPL, władze niektórych europejskich krajów zgłaszały trudności związane z tak tworzonymi mapami ze względu na ich niepewność oraz brak odwzorowania okresowych wariacji. Niedogodności te można rozwiązać również w oparciu o urządzenia dostępne dzisiaj, jednakże jest to zbyt drogie.

To DREAMSys właśnie ma stanowić niedrogie rozwiązanie zagadnienia rozproszonego pomiaru hałasu na dużym obszarze.

NPL przetestowało i skalibrowało elementy systemu. Laboratorium odkryło, że wyniki testów zarówno laboratoryjnych jak i polowych wykazały wysoki poziom spójności z konwencjonalnymi urządzeniami.

Testy polowe wykonywane były na terenie przylegającym do dużego lotniska, ale także w zatłoczonym centrum miasta i kilku innych lokalizacjach. Zarejestrowane dane posłużyły do stworzenia map pól akustycznych przy uzyciu specjalnie do tego celu stworzonego przez NPL oprogramowania.

„DREAMSys bardzo rozszerza obszar obejmowany przez system pomiarowy w porównaniu do urządzeń konwencjonalnych.” – powiedział Richard Barham, lider zespołu badawczego z NPL Acoustic Group. „Udostępnia on ogromna liczbę punktów pomiarowych, które mogą stale monitorować obszar przez miesiące, a nawet lata.” – dodał.

„Nie jest jednak naszym celem doprowadzenie do tego, by DREAMSys całkowicie zastąpił szacowanie. Mamy nadzieję, że oba podejścia będą się wzajemnie uzupełniać.” – powiedział Barham.

(lk)