스마트계측기

소음의 주파수 특성 측정법은?

FFT, 1/1, 1/3 옥타브 분석시 어떻게 구분하여 사용할까?

​소음의 주파수 특성 측정법으로 FFT, 1/1, 1/3 옥타브 분석 등이 있는데, 어떻게 구분하여 사용해야할까? 궁금해하시는 분들을 위해 적어봅니다.

소음이 환경기준에 적합한가 등을 평가하는 경우, 타원형 수치로 평가가 이루어집니다.

이 때, 특히 주파수 특성의 측정은 요구되지 않는 경우도 많습니다만, 소음을 더욱 낮출 필요가 있는 경우 등에 주파수 특성의 측정이 효과적입니다.

측정에는 FFT, 1/1, 1/3 옥타브 분석 등의 방법이 사용됩니다만, 이러한 차이는 소음을 몇 개의 주파수로 나눌 때의 분할 방법에 있습니다.

먼저, 1/3 옥타브나 1/1 옥타브 분석은 인간이 두 주파수를 비교할 때 주파수의 비(비가 1/2일 때 1 옥타브라고 한다)를 기준으로 하고 있다는 점에 유래하고 있습니다.

1/1과 1/3 옥타브는 각각 1 옥타브를 하나 또는 세 개로 나눈 측정방법입니다.

옥타브의 분석은 주로 소음 속에서 대책을 필요로 하는 주파수대역을 결정하기 위해 사용됩니다.

또한 FFT로의 분석은, 협대역 분석이라고도 불리며 소음 발생의 원인을 조사하기 위한 상세한 분석에 사용됩니다.예를 들면, 「회전 기계등에서, 회전수의 몇배에 비례한 소음이 나와 있는지 조사한다.」

「피크 주파수가 몇Hz인가를 조사해, 공명 부위를 특정한다.」 등에 이용됩니다.

따라서, 충분히 음원의 특성을 알고 있는 제품의 소음을 평가하는 경우에는, 옥타브 분석으로 충분한 경우가 많아, 오히려 데이터량이 많은 FFT 분석은, 데이터간의 비교를 곤란하게 하는 경우도 있습니다.

덧붙여 FFT, 1/3, 1/1/1 옥타브 분석에서는, 예를 들면 같은 1 kHz에 대응하는 소음 레벨의 수치가 다른 것에 주의가 필요합니다.

특히 1/1로 1/3 옥타브에서, 데이터를 잘못 인식하는 미스가 여기저기 조금씩 보이게 됩니다.

본래 1/3 옥타브는 1 옥타브를 3개로 분할한 것이기 때문에, 일반적으로는 1/1 옥타브에 비해 5 dB 정도 작은 값이 됩니다.

본인도 현장에서 FAX로 보내오는 "1/1옥타브(실은 1/3옥타브) 분석결과"의 총합이 오버올수치보다 5dB나 낮아 '계측 주파수 범위에서 벗어난 초저주파음인가?'라고 야단법석을 떨었던 경험이 생각납니다.