dB(V)-[디비브이]라는 진동의 단위-대한민국 환경진동

 dB(V)라는 진동의 단위

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인간은 소리에는 20~20,000Hz까지 느낄 수 있고 진동에는 0.1~500Hz까지 반응한다. 환경분야에서 진동의 공해 범위는 1~90Hz까지로 구분하는데 이 구역이 바로 사람이 민감하게 반응하는 주파수영역이기 때문이다. 특히, 사람은 수평방향에서는 1~2Hz, 수직방향으로는 4~8Hz로 움직이는 진동에 매우 민감하다. 또한 예외적으로 수직방향 1Hz이하에서 배멀미 같은 초저주파수 진동도 있다. 그리고 주파수 이외에 신경을 써야 할 부분은 공해에 해당되는 주파수이더라도 진동진폭이 커야 비로소 공해이고 고통스러움을 느낀다는 것이다.  또 반면에 진동 진폭이 크면 공해로 구분되어 있지 않더라도 인간에 해로울 수 있다.

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총진동진폭(진동량, overall진폭)과 총소음도(소음량, dB합, allpass)의 확실한 설명

 총진동진폭(진동량, overall진폭)과 총소음도(소음량, dB합, allpass)의 확실한 설명

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진동과 소음을 각종 기준과 법규정 한계치 등과 비교하여 평가하려면 진동량(Overall진폭)과 소음량(총소음도)를 이해하여야 한다. 환경진동계나 환경소음계로 측정한 결과는 계측기에서 나온 그대로 정치와 비교하면 되지만 이 값들이 어떻게 산출되었는지를 알고 싶을 때가 있다. 특히 주파수별로 진폭이 다르게 측정될 것이고 각 종 가중함수들이 주파수별로 달리 적용되는데 어떻게 이렇게 하나의 값으로 표기할 수 있을까? 진동에서 단위(변위, 속도, 가속도, dB)와 부단위(P-P, 0-P, rms)를 선택할 수 있고 소음에서도 dB로 단위가 나오는데 이 것을 어떻게 해야 하는지.. 이러한 질문들엥 대한 것, 이러한 과정 중에서 혼동을 갖는 Overall의 산출방법과 dB의 합산에 대해서 설명한다.

진동량, 총진폭합, 총소음도로 사용되는 Overall과 dB합 또는 Allpass

우선 dB의 합산부터 설명한다. 주파수별로 측정된 dBn값이 있다. 그 값은 진동가속도레벨(VAL, 진동가속도차이를 환산한)일 수도 있고 진동레벨(VL, 주파수별 가중도가 적용된)일 수도 있고 음압레벨(SPL, 주파수별 가중도가 적용된), 음향파워레벨(PWL)일 수도 있다. 이 값은 주파수별로 각각 계산되므로 하나의 값으로 합산해야만 법규정 값과 비교할 수 있다. 이 것을 총진폭합(dB합, all pass, 총소음도, 총진동합 등)이라고 한다. 이 때 dB값의 합산은 대수합으로 해야 하므로 dB를 log로 다시 풀어서 합산한다. 이 것을 dB합산방법이라고 한다. dB로 결과가 나왔다면 이 방법을 사용해야 한다.

 

키워드	Overall, 오버롤, db, dB(V), 진동량, allpass, 진동측정

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진동량과 소음량 (Overall과 dB합)

 진동량과 소음량 (Overall과 dB합)

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진동과 소음을 각종 기준과 법규정 한계치 등으로 평가하려면 진동량(Overall)과 소음량(총소음도)를 이해하여야 한다. 환경진동계나 환경소음계로 측정한 결과는 계측기에서 나온 그대로 규정치와 비교하면 되지만 이 값들이 어떻게 산출되었는지를 알고 싶을 때가 있다. 특히 주파수별로 진폭이 다르게 측정될 것이고 각 종 가중함수들이 주파수별로 달리 적용되는데 어떻게 이렇게 하나의 값으로 표기할 수 있을까? 진동에서 단위(변위, 속도, 가속도, dB)와 부단위(P-P, 0-P, rms)를 선택할 수 있고 소음에서도 dB로 단위가 나오는데 이 것을 어떻게 해야 하는지.. 이러한 과정 중에서 혼동을 갖는 Overall의 산출방법과 dB의 합산에 대해서 설명한다.

진동량, 총진폭합, 총소음도로 사용되는 Overall과 dB합 또는 Allpass

우선 dB의 합산부터 설명한다. 주파수별로 측정된 dBn값이 있다. 그 값은 진동가속도레벨(VAL, 진동가속도차이를 환산한)일 수도 있고 진동레벨(VL, 주파수별 가중도가 적용된)일 수도 있고 음압레벨(SPL, 주파수별 가중도가 적용된), 음향파워레벨(PWL)일 수도 있다. 이 값은 주파수별로 각각 계산되므로 하나의 값으로 합산해야만 법규정 값과 비교할 수 있다. 이 것을 총진폭합(dB합, all pass, 총소음도, 총진동합 등)이라고 한다. 이 때 dB값의 합산은 대수합으로 해야 하므로 dB를 log로 다시 풀어서 합산한다. 이 것을 dB합산방법이라고 한다. dB로 결과가 나왔다면 이 방법을 사용해야 한다.

 

한편, Overall을 구하는 방법은 dB값의 합산과 다르다. 각 주파수별로 측정된 진폭(An)의 단위(변위, 속도, 가속도)와 부단위(P-P, 0-P, rms)가 있고 각 진폭을 파워(Power) 합산해야 한다. 이 값은 전체 진폭의 목적이 물리적으로 소산되는 ‘에너지’와 ‘파워’의 양을 평가한다는데 많은 부분이 내재되어 있다.

과거의 진폭은 모두 dB로 표시한 적이 있으나 최근의 진폭의 결과는 소음은 dB로 평가하더라도 진동은 각 기본 물리량(변위, 속도, 가속도)으로 직접 표현하는 것이 일반적이다. 다만, 법규에 진동을 dB로 평가하는 부분이 있어서 이 때만 dB합산 방법을 참고하면 되겠다.

 

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키워드	Overall, 오버롤, db, dB(V), 진동량, allpass

진동의 단위 dB(V) –(수직방향 가중 진동레벨)-수정

 진동의 단위 dB(V) –(수직방향 가중 진동레벨)-수정

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사람은 소리에는 20~20,000Hz까지 느낄 수 있고 진동에는 0.1~500Hz까지 반응한다. 보통 진동의 공해 범위는 1~90Hz까지로 구분하는데 이 구역이 바로 사람이 민감하게 반응하는 주파수영역이기 때문이다. 특히, 사람은 수평방향에서는 1~2Hz, 수직방향으로는 4~8Hz가 매우 민감하다. 또한 예외적으로 수직방향 1Hz이하에서 배멀미 같은 초저주파수 진동도 있다. 그리고 주파수 이외에 신경을 써야 할 부분은 공해에 해당되는 주파수이더라도 진동진폭이 커야 비로소 공해이고 고통스러움을 느낀다는 것이다.  또 반면에 진동 진폭이 크면 공해로 구분되어 있지 않더라도 인간에 해로울 수 있다.

 

dB(V) 진동 수직방향레벨

일반적으로 소음은 ‘데시벨(dB)’라고 하여 dB(A)로 사람이 민감한 부분을 가중(Weighted)감안한 ‘A가중’을 사용하지만, 진동은 “dB(디비)”라고 보통 호칭하며 dB(V)로 표현한다. 이 단위는 ‘진동레벨(VL)’로서 1~90Hz간의 주파수별 진동가속도레벨(VAL)에 가중한 다음 각 주파수별로 dB합(대수합산)한 것이며 아래처럼 산출된다. (ISO2631참조)

 

이때 가속도 ‘a[m/s²]’는 rms의 값을 입력해야 하며 ‘α’는 주파수대역별 보정가중 물리량으로서 첨부 표처럼 주파수마다 그 식이 다르다. 이 식이 적용되는 대한민국 소음진동관리법 중 진동분야는 dB(V), L10 값으로 측정하여 관리하고 있으며 65dB(V)가 보통 규정의 상한선이며 90dB(V)는 8시간 누적 한계 기준으로 권장하고 있다. 한편, 감각의 예를 들면 50 dB(V)에서 사람이 감각하고 자동차엔진은 140~150 dB(V), 핸들은 100~110 dB(V)정도가 된다. 

이처럼 진동레벨은 주파수 구간의 가중치를 모두 고려하여 감각치를 하나의 값으로 표현하는 개념으로 주로 법규나 기준에 적합하다. 그러나 단순히 주파수별 진폭값을 표현할 때에는 과거에는 dB를 많이 사용하였으나 최근에는 변위, 속도, 가속도의 값을 직접 표현하는 것이 보편적이므로 가속도센서로 산출된 Grms값을, 또 이 값을 속도로 적분 변환한 mm/s rms그리고 변위센서(대형기기감시용)가 많이 사용되는 곳은 µm(Peak to Peak)를 보편적으로 사용한다.

 

키워드	수직진동보정곡선, 진동레벨, dB(V), 진동가속도레벨, VL, VAL

 

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진동의 단위 dB(V) –(수직방향 가중 진동 가속도레벨)

진동의 단위 dB(V) –(수직방향 가중 진동 가속도레벨)

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사람은 소리에는 20~20,000Hz까지 느낄 수 있지만 진동에는 0.1~500Hz까지 반응한다. 보통 진동의 공해 범위는 1~90Hz까지로 구분하는데 이 구역이 바로 사람이 민감하게 반응하는 주파수영역이기 때문이다. 특히, 수평방향에서는 1~2Hz가 수직방향으로는 4~8Hz이 매우 민감하다. 또한 이와는 예외적으로 수직방향 1Hz이하에서 배멀미 같은 초저주파수가 발생할 수 있는데 이 또한 진동과 관련이 있다. 주파수 이외에 신경을 써야 할 부분은 공해에 해당되는 주파수이더라도 진동진폭이 커야 비로소 공해이고 고통스러움을 느낀다는 것이다.  반면에 진폭진폭이 크면 공해로 구분되어 있지 않더라도 인간에 해로울 수 있다.

dB(V) 진동가속도 수직방향레벨

일반적으로 소음은 ‘데시벨(dB)’라고 하여 dB(A)로 사람이 민감한 부분을 가중(Weighted)감안한 A가중을 사용하지만, 진동은 “dB(디비)”라고 보통 호칭하며 dB(V)로 표현한다. 이 단위는 ‘진동레벨’로서 진동가속도레벨에 가중한 것으로 아래처럼 산출된다.

이때 가속도 a[m/s²]는 rms의 값을 입력해야 하며 α는 수직방향가중치로서 첨부 표처럼 주파수마다 그 식이 다르다. 대한민국 소음진동관리법 중 진동은 dB(V), L10 값으로 측정하여 관리하고 있으며65dB(V)가 보통 상한선이며 90dB(V)는 8시간 한계기준으로 권장하고 있다. 감각의 예를 들면50dB(V)에서 사람이 감각하고 자동차엔지 140~150, 핸들 100~110정도가 된다. 그러나 과거에는 진폭의 단위로 dB를 많이 사용하였으나 최근에는 변위, 속도, 가속도의 값을 직접 읽어주며 특히 가속도센서를 많이 사용하므로 G, 이 값을 속도로 적분 변환한 mm/s, 변위센서(대형기기감시용)가 많이 사용되는 곳은 µm를 보편적으로 사용한다.

키워드	수직진동보정곡선, 진동레벨, dB(V), 진동가속도레벨, VL, VAL

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