Verfahren zur Vermeidung von Hörschäden und GehörschutzeinrichtungProcedure for avoiding hearing damage and hearing protection device
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Hörschäden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Gehörschutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a method for avoiding hearing damage according to the preamble of claim 1 and to a hearing protection device according to the preamble of claim 6.
Das menschliche Ohr ist eines der wichtigsten und zugleich sensibelsten Sinnesorgane. Speziell bei Menschen, die über längere Zeiträume nicht unerheblichen Schallpegeln ausgesetzt sind, muß eine Schädigung des Gehörs vermieden werden. Aus diesem Grunde wird schon seit längerem die Forderung erhoben, den am menschlichen Ohr auftreffenden Schalldruck auf ein für das menschliche Gehör erträgliches Maß zu begrenzen. Dies trifft insbesondere auf Personen zu, die über längere Zeiträume einer Beschallung durch Kopfhörer ausgesetzt sind. Da der Schall in diesem Falle unmittelbar von einem im Kopfhörer angeordneten Lautsprecher auf das Trommelfell des Gehörs übertragen wird, muß eine Schädigung durch einen zu hohen Schalldruckpegel vermieden werden.
In der Vergangenheit wurden hierfür insbesondere sogenannte Audio-Limiter eingesetzt, welche eine elektrische Ausgangsgröße, beispielsweise die Ausgangsspannung des Kopfhörerverstärkers, auf einen bestimmten Maximalwert beschränken.The human ear is one of the most important and most sensitive sensory organs. Damage to the hearing must be avoided, especially in people who are exposed to significant noise levels over long periods of time. For this reason, there has long been a demand to limit the sound pressure impinging on the human ear to a level that is bearable for human hearing. This applies in particular to people who are exposed to headphones for a long period of time. Since the sound is transmitted in this case directly from a loudspeaker arranged in the headphones to the eardrum of the ear, damage by an excessively high sound pressure level must be avoided. In the past, so-called audio limiters in particular were used for this purpose, which limit an electrical output variable, for example the output voltage of the headphone amplifier, to a specific maximum value.
Darüber hinaus sind auch Warneinrichtungen bekannt, welche bei Überschreiten einer bestimmten Lautstärke ein optisches Signal ausgeben. Eine solche Warneinrichtung geht beispielsweise aus der DE 41 37 605 A1 hervor.In addition, warning devices are also known which emit an optical signal when a certain volume is exceeded. Such a warning device is shown, for example, in DE 41 37 605 A1.
Limiter begrenzen zwar das elektrische Ausgangssignal, mit dem der Schallwandler beaufschlagt wird, sie lassen jedoch akustische Kenngrößen des Schallwandlers, zum Beispiel des Kopfhörers, völlig außer acht. So existieren beispielsweise sehr große Schalldruckpegelunterschiede bei unterschiedlichen Kopfhörermodellen, die mit der gleichen Signalspannung angesteuert werden. Der von einem Kopfhörer erzeugte Schalldruck hängt demnach davon ab, welches Kopfhörermodell verwendet wird. Problematisch ist auch, daß derartige Schallbegrenzer oder Limiter lediglich in der Lage sind, das Audiosignal auf einen bestimmten momentanen Maximalpegel zu beschränken. Dieser Maximalpegel ist jedoch für den Grad einer Hörschädigung nicht alleine maßgeblich. Vielmehr hat sich gezeigt, daß das Auftreten kurzer Signalspitzen, die von einem solchen Limiter beseitigt werden, sogar weniger schädlich für das menschliche Gehör sind als dies allgemein angenommen wird. Ausschlaggebend für das Maß einer Gehörschädigung ist vielmehr die "Lärmdosis", der eine Person ausgesetzt war. Unter dieser Lärmdosis, auch "Beurteilungspegel" genannt, wird der Schalldruck verstanden, der über einen bestimmten Zeitraum auf das Gehör der Person eingewirkt hat.Although limiters limit the electrical output signal that is applied to the sound transducer, they completely disregard acoustic characteristics of the sound transducer, for example the headphones. For example, there are very large sound pressure level differences in different headphone models that are controlled with the same signal voltage. The sound pressure generated by headphones therefore depends on which headphone model is used. It is also problematic that such sound limiters or limiters are only able to limit the audio signal to a certain instantaneous maximum level. However, this maximum level is not alone decisive for the degree of hearing impairment. Rather, it has been shown that the occurrence of short signal peaks which are eliminated by such a limiter are even less harmful to human hearing than is generally assumed. The decisive factor for the degree of hearing damage is rather the "noise dose" to which a person has been exposed. This noise dose, also called the "assessment level", is understood to mean the sound pressure which has affected the person's hearing over a certain period of time.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vermeidung von Hörschäden einer Person und eine Gehörschutzeinrichtung zu vermitteln, durch welche die Lärmdosis, die auf eine Person einwirkt, ermittelt und berücksichtigt werden kann, um so zu verhindern, daß die Person einer schädlichen Lärmdosis ausgesetzt ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Vermeidung von Hörschäden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Gehörschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.The object of the invention is to provide a method for avoiding hearing damage to a person and a hearing protection device by means of which the noise dose which acts on a person can be determined and taken into account, so as to prevent the person being exposed to a harmful noise dose , This object is achieved by a method for avoiding hearing damage with the features of claim 1 and by a hearing protection device with the features of claim 6.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens zur Vermeidung von Hörschäden und der Gehörschutzeinrichtung sind Gegenstand der auf Anspruch 1 und 6 rückbezogenen Unteransprüche.Advantageous further developments and refinements of the method for avoiding hearing damage and the hearing protection device are the subject of the subclaims which refer back to claims 1 and 6.
Grundidee der Erfindung ist es, den tatsächlich an den Ohren einer Person anliegenden Schalldruck zu ermitteln und hieraus die der Person zugeführte "Lärmdosis" für die gesamte Dauer der Schalleinwirkung zu bestimmen.The basic idea of the invention is to determine the sound pressure actually applied to the ears of a person and from this to determine the "noise dose" supplied to the person for the entire duration of the sound exposure.
Zur Bestimmung der Lärmdosis wird zunächst der Schalldruck des Schallsignals ermittelt, sodann wird über ein vorgegebenes Zeitintervall das Flächenintegral des Schalldrucks, im folgenden kurz Lärmdosis oder Beurteilungspegel genannt, bestimmt und das Verhältnis dieses Zeitintegrals des Schalldrucks zu einem vorgegebenen maximalen Beurteilungspegel gebildet und ausgegeben und/oder angezeigt.To determine the noise dose, the sound pressure of the sound signal is first determined, then the area integral of the sound pressure, hereinafter referred to as noise dose or assessment level, is determined over a predetermined time interval, and the ratio of this time integral of the sound pressure to a predetermined maximum assessment level is formed and output and / or displayed.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist dabei vorgesehen, diese Lärmdosis, das heißt das Zeitintegral des Schalldrucks, als prozentualen Anteil eines vorgebbaren maximalen Beurteilungspegels zu bestimmen und auszugeben und/oder anzuzeigen. Dabei kann beispielsweise der bis zu einem bestimmten Zeitpunkt erreichte prozentuale Anteil des maximal erlaubten angegeben werden, so daß die Person jederzeit weiß, welche Lärmdosis ihr bereits zugeführt wurde.In an advantageous embodiment of the method, it is provided to determine and output and / or display this noise dose, that is to say the time integral of the sound pressure, as a percentage of a predeterminable maximum assessment level. For example, the percentage of the maximum allowed up to a certain point in time can be specified so that the person knows at all times what noise dose has already been given to them.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, die Schallsignalhöhe, also die Lautstärke zu verringern, wenn die Lärmdosis einen vorgebbaren Wert des Beurteilungspegels überschreitet. Diese Hörschutzfunktion kann vorteilhafterweise von der Person selbst ein-
geschaltet werden. Dabei kann beispielsweise dann, wenn die Lärmdosis 50 % des maximalen Beurteilungspegels überschritten hat, geregelt eine kontinuierliche Verringerung der Schal Isig nah öhe, also der Lautstärke des Schallsignals, und damit wiederum des Schalldrucks, der auf das Gehör der Person auftritt, vorgenommen werden.In a particularly advantageous embodiment of the method, it is provided to reduce the sound signal level, that is to say the volume, if the noise dose exceeds a predeterminable value of the assessment level. This hearing protection function can advantageously be used by the person himself. be switched. For example, if the noise dose has exceeded 50% of the maximum assessment level, a continuous reduction of the sound level, i.e. the volume of the sound signal, and thus again the sound pressure that occurs to the person's hearing, can be carried out in a controlled manner.
Bevorzugt wird dabei die Schallsignalhöhie so verringert, daß der maximale Beurteilungspegel bei Extrapolation der Lärmdosis über ein vorgebbares Zeitintervall nicht erreicht wird.The sound signal level is preferably reduced so that the maximum assessment level is not reached when the noise dose is extrapolated over a predefinable time interval.
Die Gehörschutzeinrichtung mit wenigstens einer Schaltungseinrichtung zur Konvertierung eines wenigstens einem Schallübertragungsmittel zuzuführenden oder zugeführten Signals in einen Schalldruck sowie zur Bestimmung des Flächenintegrals des Schalldrucks über einen vorgebbaren Zeitraum und zur Bestimmung des Verhältnisses des Flächenintegrals des Schalldrucks zu einem vorgegebenen maximalen Beurteil ungspegel und mit wenigstens einem Ausgabemittel zum Ausgeben und/oder Anzeigen einer das Verhältnis des Flächenintegrals des Schalldrucks zu dem maximalen Beurteilungspegel repräsentierenden Größe, vorzugsweise des prozentualen Anteils des Schalldrucks am maximalen Beurteilungspegel, weist den Vorteil auf, daß nicht nur der Schalldruck, der am Gehör der Person anlag/anliegt, bestimmt wird, sondern dieser insbesondere auch im Verhältnis zu einem vorgegebenen maximalen Beurteilungspegel, der eine Schädigung des Gehörs gerade noch ausschließt, angezeigt wird. Auf diese Weise kann die Person, die längere Zeit einer Beschallung ausgesetzt ist, beispielsweise durch längeren Gebrauch eines Kopfhörers, erkennen, ob die Lärmdosis, die auf das Gehör eingewirkt hat, zu einer Schädigung des Gehörs führen kann.The hearing protection device with at least one circuit device for converting a signal to be supplied or supplied to at least one sound transmission means into sound pressure and for determining the surface integral of the sound pressure over a predeterminable period of time and for determining the ratio of the surface integral of the sound pressure to a predetermined maximum assessment level and with at least one output means for outputting and / or displaying a variable which represents the ratio of the surface integral of the sound pressure to the maximum assessment level, preferably the percentage of the sound pressure in the maximum assessment level, has the advantage that not only the sound pressure applied to the person's hearing, is determined, but this is displayed in particular in relation to a predetermined maximum assessment level, which just excludes damage to the hearing. In this way, the person who has been exposed to sound for a long time, for example by using headphones for a longer period of time, can recognize whether the noise dose which has affected the hearing can damage the hearing.
Zur Bestimmung der Art der Schalldruckpegelmessung ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform wenigstens ein Filtermittel zur Filterung des der Schaltungseinrichtung zuzuführenden Signals vorgesehen. Dieses wenig-
stens eine Filtermittel kann beispielsweise ein Bewertungsfilter mit A-, C-, SPL-Charakteristik oder dergleichen umfassen.To determine the type of sound pressure level measurement, at least one filter means for filtering the signal to be supplied to the circuit device is provided in an advantageous embodiment. This little At least one filter means can comprise, for example, an evaluation filter with A, C, SPL characteristics or the like.
Das wenigstens eine Filtermittel umfaßt vorzugsweise ferner einen Korrekturfilter, mit dem stark unlineare Frequenzgänge des Schallübertragungsmittels ausgeglichen werden. Schließlich weist das Filtermittel vorzugsweise einen Effektivwertfilter zur Ermittlung des Effektivwertes des Signals auf. Dieser Effektivwertfilter ist vorteilhafterweise ein True RMS Typ-Filter mit einer eingebbaren Zeitkonstanten gemäß DIN EN 61672-1.The at least one filter means preferably further comprises a correction filter with which highly non-linear frequency responses of the sound transmission means are compensated for. Finally, the filter means preferably has an effective value filter for determining the effective value of the signal. This RMS filter is advantageously a True RMS type filter with an inputable time constant according to DIN EN 61672-1.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein Signalverarbeitungsmittel zur Änderung, insbesondere Verringerung, des dem Schallübertragungsmittel zuzuführenden Signals in Abhängigkeit von dem Verhältniswert des Flächenintegrals des Schalldrucks zu dem vorgegebenen maximalen Beurteilungspegel. Hierdurch wird ein Regelkreislauf realisiert, durch den die Signalhöhe des Schallübertragungsmittels und damit der Schalldruck am Gehör der Person eingestellt werden kann.A particularly advantageous embodiment is characterized by a signal processing means for changing, in particular reducing, the signal to be supplied to the sound transmission means as a function of the ratio of the area integral of the sound pressure to the predetermined maximum assessment level. In this way, a control circuit is realized by means of which the signal level of the sound transmission means and thus the sound pressure at the hearing of the person can be adjusted.
Dieses Signalverarbeitungsmittel kann auch einen Signalbegrenzer (Limiter) aufweisen, durch den das dem Schallübertragungsmittel zuzuführende Signal begrenzt wird. Diese Begrenzung wird insbesondere so eingestellt, daß ein maximaler Schalldruck nie überschritten wird.This signal processing means can also have a signal limiter, by means of which the signal to be supplied to the sound transmission means is limited. This limitation is set so that a maximum sound pressure is never exceeded.
Eine Ausführungsform sieht als Schallübertragungsmittel wenigstens ein Mikrofon vor, welches Schallsignale aufnimmt, die in der Schaltungseinrichtung in einen Schalldruck konvertiert werden.One embodiment provides at least one microphone as sound transmission means, which picks up sound signals which are converted into a sound pressure in the circuit device.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist als Schallübertragungsmittel ein Kopfhörer vorgesehen, dem elektrische Signale zugeführt werden, die in der Schaltungseinrichtung in einen Schalldruck konvertiert werden. Dabei ist vorzugsweise eine weitere Schaltungseinrichtung vorgesehen, mit der ein dem Kopfhörer vorgeschalteter Verstärker so kalibrierbar ist, daß von dem
Kopfhörer ein definierter Schalldruck abgegeben wird. Diese Schaltungseinrichtung ermöglicht es insbesondere, einen Kopfhörerverstärker mit bekannter Verstärkung aufgrund der Kopfhörerkenndaten, nämlich des Kennschall- druckpegels sowie der Nennimpedanz, so zu kalibrieren, daß der erreichte Schalldruck für jedes verwendete Kopfhörermodell derselbe ist. Diese Schaltungseinrichtung löst damit das Problem, daß ein elektrisches Ausgangssignal, beispielsweise das Ausgangssignal des Kopfhörerverstärkers, eine unbekannte akustische Auswirkung abhängig von dem verwendeten Kopfhörertyp erzeugt. Durch diese Schaltungseinrichtung ist es möglich, einen maximal gewünschten Schalldruckpegel, der auf die Person einwirkt, vorzugeben und so einzustellen, daß für jedes beliebige verwendete Kopfhörermodell immer derselbe Schalldruckpegel erzeugt wird.In another advantageous embodiment, a headphone is provided as the sound transmission means, to which electrical signals are supplied, which are converted into a sound pressure in the circuit device. In this case, a further circuit device is preferably provided with which an amplifier connected upstream of the headphones can be calibrated such that the Headphones a defined sound pressure is given. This circuit device makes it possible, in particular, to calibrate a headphone amplifier with a known gain on the basis of the headphone characteristics, namely the characteristic sound pressure level and the nominal impedance, in such a way that the sound pressure achieved is the same for each headphone model used. This circuit device thus solves the problem that an electrical output signal, for example the output signal of the headphone amplifier, produces an unknown acoustic effect depending on the type of headphones used. With this circuit device it is possible to specify a maximum desired sound pressure level, which acts on the person, and to set it in such a way that the same sound pressure level is always generated for any headphone model used.
Diese Schaltungseinrichtung kann rein prinzipiell auch unabhängig von der vorbeschriebenen Gehörschutzeinrichtung zur Bestimmung eines definierten Schalldruckes eingesetzt werden.In principle, this circuit device can also be used independently of the above-described hearing protection device to determine a defined sound pressure.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.Further advantages and features of the invention are the subject of the following description and the drawing of an embodiment of the invention.
In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:
Fig. 1 eine von der Erfindung Gebrauch machende Gehörschutzeinrichtung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt undFig. 1 is a hearing protection device making use of the invention, in which the inventive method is used and
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gehörschutzeinrichtung, welche von dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht.Fig. 2 shows another embodiment of a hearing protection device which makes use of the inventive method.
Ein Verfahren zur Vermeidung von Hörschäden wird nachfolgend in Verbindung mit der in der Fig. 1 dargestellten Gehörschutzeinreichtung näher beschrieben.
Einem Schallübertragungsmittel 10, beispielsweise in Form eines Kopfhörers, werden von einem (Kopfhörer-)Verstärker 20 verstärkte elektrische Signale zugeführt. Diese elektrischen Signale werden in dem Kopfhörer 10 in Schallsignale umgewandelt, die an den Ohren 31, 32 einer Person 30 auftreffen.A method for avoiding hearing damage is described in more detail below in connection with the hearing protection device shown in FIG. 1. A sound transmission means 10, for example in the form of headphones, is supplied with amplified electrical signals from a (headphone) amplifier 20. These electrical signals are converted in the headphones 10 into sound signals which strike the ears 31, 32 of a person 30.
Insbesondere bei Personen 30, die einer längeren Zeit einer Beschallung durch Kopfhörer 10 ausgesetzt sind, wie beispielsweise Musiker, Tontechniker, Dolmetscher, Radiomoderatoren, etc., besteht die Gefahr, daß die ihnen zugeführte "Lärmdosis" Werte überschritten hat, bei denen von einer Schädigung des Gehörs der Person 30 auszugehen ist.Particularly in the case of persons 30 who are exposed to sound from headphones 10 for a long time, such as musicians, sound technicians, interpreters, radio moderators, etc., there is a risk that the "noise dose" supplied to them has exceeded values for which damage has occurred hearing of the person 30 is to be assumed.
Um dies zu verhindern, ist eine als Ganze mit 100 bezeichnete Gehörschutzeinrichtung vorgesehen. Diese Gehörschutzeinrichtung 100 stellt im wesentlichen eine Regeleinrichtung dar, welche das dem Kopfhörer 10 zuzuführende Signal derart einstellt, daß die der Person 30 zugeführte Lärmdosis immer in einem Bereich bleibt, in dem eine Schädigung des Gehörs ausgeschlossen ist.To prevent this, a hearing protection device, designated as a whole as 100, is provided. This hearing protection device 100 essentially represents a control device which adjusts the signal to be fed to the headphones 10 in such a way that the noise dose supplied to the person 30 always remains in a range in which damage to the hearing is excluded.
Die Gehörschutzeinrichtung 100 weist eine Schaltungseinrichtung 110 auf, die der Kalibrierung des Kopfhörerverstärkers 20 dient. Durch die Schaltungseinrichtung 110 ist es möglich, einen Kopfhörerverstärker 20 mit bekannter Verstärkung durch ein vorgeschaltetes Stellglied 40 und mit Hilfe der der Schaltungseinrichtung 110 eingegebenen Schallwandlerkenndaten (Kopfhörerkenndaten), nämlich des Kennschalldruckpegels sowie der Nennimpedanz, so zu kalibrieren, daß der erreichte Schalldruck für jedes verwendete Kopfhörermodell derselbe ist. Diese Schaltungseinrichtung 110 löst damit das Problem, daß ein elektrisches Ausgangssignal, vorliegend das Ausgangssignal des Kopfhörerverstärkers 20, eine unbekannte akustische Auswirkung abhängig von dem verwendeten Kopfhörertyp erzeugt. Die Schaltungseinrichtung 110 ist, anders ausgedrückt, in der Lage, anhand der Kopfhörerdaten zu berechnen, welchen Schalldruckpegel eine bestimmte "Ausgangslautstärke", d.h. Ausgangsspannung des Kopfhörerverstärkers 20
bei dem verwendeten Kopfhörermodell erzeugt. Es ist durch diese Schaltungseinrichtung 110 somit möglich, einen maximal gewünschten Schalldruckpegel, der auf die Person 30 einwirkt, vorzugeben und mit Hilfe des Stellglieds 40 das Ausgangssignal des Kopfhörerverstärkers 20 so zu kalibrieren, daß für jedes beliebige Kopfhörermodell immer derselbe Schalldruckpegel erzeugt wird. Es ist hervorzuheben, daß diese Schaltungseinrichtung 110 auch unabhängig von der nachfolgend beschriebenen, die Lärmdosis ermittelnden und anzeigenden Schaltungseinrichtung 120 betrieben werden kann.The hearing protection device 100 has a circuit device 110 which is used to calibrate the headphone amplifier 20. The circuit device 110 makes it possible to calibrate a headphone amplifier 20 with a known amplification by an upstream actuator 40 and with the aid of the sound transducer characteristics (headphone characteristics) input to the circuit device 110, namely the sound pressure level and the nominal impedance, so that the sound pressure achieved is used for each Headphone model is the same. This circuit device 110 thus solves the problem that an electrical output signal, in this case the output signal of the headphone amplifier 20, produces an unknown acoustic effect depending on the type of headphone used. In other words, the circuit device 110 is able to use the headphone data to calculate which sound pressure level a certain “output volume”, ie the output voltage of the headphone amplifier 20 generated in the headphone model used. It is thus possible through this circuit device 110 to specify a maximum desired sound pressure level, which acts on the person 30, and with the aid of the actuator 40 to calibrate the output signal of the headphone amplifier 20 such that the same sound pressure level is always generated for any headphone model. It should be emphasized that this circuit device 110 can also be operated independently of the circuit device 120 described below, which determines and displays the noise dose.
Um die auf eine Person 30 einwirkende Lärmdosis zu bestimmen und auszugeben, ist eine als Ganze mit 120 bezeichnete Schaltungseinrichtung vorgesehen. Die Schaltungseinrichtung 120 umfaßt zunächst ein Filtermittel 124, mit dem stark unlineare Frequenzgänge von Schallwandlern, also vorliegend des Kopfhörers 10, durch ein gerätespezifisches Korrekturfilter ausgeglichen werden können. Des weiteren ist die Auswahl eines Bewertungsfilters zur Bestimmung der Meßart (dBA, dBC, dBSPL und dergleichen) vorgesehen. Geeignete genormte Filterkurven sind A, C etc..In order to determine and output the noise dose acting on a person 30, a circuit device designated as a whole as 120 is provided. The circuit device 120 initially comprises a filter means 124, with which strongly non-linear frequency responses of sound transducers, in the present case the headphones 10, can be compensated for by a device-specific correction filter. Furthermore, the selection of an evaluation filter for determining the type of measurement (dBA, dBC, dBSPL and the like) is provided. Suitable standardized filter curves are A, C etc.
Ferner ist ein Effektivwertfilter 125 zur Ermittlung des Effektivwertes des Meßsignals vorgesehen, welcher bevorzugt als True RMS Typ realisiert wird. Diesem Effektivwertfilter 125 wird ein externes Signal zugeführt, welches die Zeitkonstante der Meßcharakteristik nach DIN EN 61672-1 bestimmt. Anwendbare Charakteristiken sind Slow, Fast, Peak etc.An RMS filter 125 is also provided for determining the RMS value of the measurement signal, which is preferably implemented as a True RMS type. An external signal is fed to this RMS filter 125, which determines the time constant of the measurement characteristic in accordance with DIN EN 61672-1. Applicable characteristics are slow, fast, peak etc.
Das so gefilterte und verarbeitete Signal wird sodann einer Schaltungseinrichtung 126 zugeführt, in der unter Einbeziehung der Schallwandlerkenndaten der Schalldruck aus dem gemessenen elektrischen Signal errechnet und das Flächenintegral des Schalldrucks über die gesamte Benutzungsdauer, im folgenden kurz als "Lärmdosis" oder "Beurteilungspegel" bezeichnet, berechnet wird. Das Ergebnis dieser Berechnung ist die Bestimmung der seit Betriebsbeginn aufgetretenen Lärmdosis (des Beurteilungspegels). Diese
Lärmdosis kann ausgegeben und beispielsweise in einem Anzeigemittel 127 der Person 30 angezeigt werden. Um eine für die Person 30 angenehme Anzeigeform zu realisieren, kann für die errechnete Lärmdosis eine Gewichtung zu einer einzugebenden, gewünschten maximalen Lärmdosis vorgenommen werden. Hierdurch wird die Anzeige der bisher erhaltenen Lärmdosis, z.B. in Form eines prozentualen Anteils der eingegebenen maximalen Lärmdosis ermöglicht.The signal filtered and processed in this way is then fed to a circuit device 126, in which the sound pressure is calculated from the measured electrical signal and the area integral of the sound pressure over the entire period of use, hereinafter referred to as "noise dose" or "assessment level", including the transducer characteristic data. is calculated. The result of this calculation is the determination of the noise dose (the assessment level) that has occurred since the start of operation. This Noise dose can be output and displayed, for example, in display means 127 of person 30. In order to implement a display form which is pleasant for the person 30, the calculated noise dose can be weighted to a desired maximum noise dose to be entered. This makes it possible to display the noise dose received to date, for example in the form of a percentage of the maximum noise dose entered.
Die Schaltungseinrichtung 126 kann gewissermaßen als "Lärmtankuhr" bezeichnet werden, die der Person 30 ähnlich einer Tankuhr in einem Fahrzeug anzeigt, wieviel von der dem Gehör maximal zuzuführenden Lärmdosis bereits "verbraucht" ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die gesamte, der Person 30 zugeführte Lärrndosis erfaßt wird.The circuit device 126 can to a certain extent be referred to as a "noise tank clock", which, like a fuel gauge in a vehicle, indicates to the person 30 how much of the maximum noise dose to be delivered to the ear has already been "consumed". This ensures that the entire dose of noise delivered to person 30 is recorded.
Unabhängig von der Anzeige der so gebildeten "Lärmtankuhr" kann die Person 30 durch ein Schaltermittel 129 ein Signalverarbeitungsmittel 128 einschalten, durch welches das dem Kopfhörer 10 zuzuführende Signal durch Zugriff auf das Stellmittel 40 verringert wird, wenn das Flächenintegral des Schalldrucks (Lärmdosis) einen vorgebbaren Wert des Beurteilungspegels überschreitet. Dieser vorgebbare Wert des Beurteilungspegels kann beispielsweise 50 % des maximal zulässigen Beurteilungspegels betragen. Wenn also die Lärmdosis 50 % des maximal zulässigen Beurteilungspegels überschritten hat, wird durch das Signalverarbeitungsmittel 128 die Höhe des dem Kopfhörer 10 zuzuführenden Schallsignals verringert. Die Verringerung kann dabei kontinuierlich so vorgenommen werden, daß sichergestellt ist, daß bei Extrapolation des Zeitintegrals des Schalldrucks über ein vorgegebenes Zeitintervall der maximale Beurteilungspegel nicht erreicht wird. Das dem Kopfhörer 10 zuzuführende Signal und damit das Schallsignal, das an den Ohren 31, 32 auftrifft, wird dabei gewissermaßen asymptotisch so verringert, daß der maximale Beurteilungspegel, das heißt mit anderen Worten die maximale Lärmdosis, niemals überschritten wird.
Die Gehörschutzeinrichtung stellt damit eine Regeleinrichtung dar, die verhindert, daß eine gefährliche Lärmdosis an den Ohren 31, 32 der Person 30 auftritt.Regardless of the display of the "noise tank clock" thus formed, the person 30 can switch on a signal processing means 128 by means of a switch means 129, by means of which the signal to be supplied to the headphones 10 is reduced by accessing the actuating means 40 if the surface integral of the sound pressure (noise dose) has a predefinable one Value of the assessment level exceeds. This predeterminable value of the assessment level can be, for example, 50% of the maximum permissible assessment level. Thus, if the noise dose has exceeded 50% of the maximum permissible assessment level, the signal processing means 128 reduces the level of the sound signal to be supplied to the headphones 10. The reduction can be carried out continuously in such a way that it is ensured that when the time integral of the sound pressure is extrapolated over a predetermined time interval, the maximum assessment level is not reached. The signal to be supplied to the headphones 10 and thus the sound signal which strikes the ears 31, 32 is, as it were, reduced asymptotically so that the maximum assessment level, that is to say in other words the maximum noise dose, is never exceeded. The hearing protection device thus represents a control device which prevents a dangerous noise dose from occurring in the ears 31, 32 of the person 30.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß die Höhe des Schallsignals reduziert und/oder limitiert wird, wenn der Schalldruck einen vorgegebenen weiteren Schwellenwert überschreitet. Die Reduzierung der Schallsignalhöhe findet in diesem Falle unabhängig von der Person 30 statt. Auf diese Weise wird ein sogenannter und vorstehend beschriebener "Limiter" realisiert.In addition, it can be provided that the level of the sound signal is reduced and / or limited when the sound pressure exceeds a predetermined further threshold value. In this case, the sound signal level is reduced independently of the person 30. In this way, a so-called "limiter" as described above is implemented.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens wird in Verbindung mit der in Fig. 2 dargestellten Gehörschutzeinrichtung nachfolgend erläutert, wobei in Fig. 2 gleiche Gegenstände mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die vorstehenden Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen wird. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 dargestellten Gehörschutzeinrichtung wird bei der in Fig. 2 dargestellten Gehörschutzeinrichtung nicht das einem Kopfhörer 10 zuzuführende Signal erfaßt, sondern es wird der Schaltungseinrichtung 126 ein entsprechend gefiltertes und verarbeitetes Signal eines Schallwandlers in Form eines Mikrofons 15 zugeführt. Das Mikrofonsignal wird verarbeitet und wiederum die von dem Mikrofon 15 erfaßte Lärmdosis, d.h. die Lärmdosis, die auf das Mikrofon eingewirkt hat, verarbeitet und in der Anzeigeeinrichtung 127 angezeigt. Die in Fig. 2 dargestellte Gehörschutzeinrichtung arbeitet damit gewissermaßen als Meßeinrichtung zur Erfassung eines über längere Zeit auf das Mikrofon einwirkenden Schalldruckpegels und damit zur Erfassung und Anzeige der beispielsweise in einem Raum aufgetretenen und auf anwesende Personen eingewirkten Lärmdosis.A further embodiment of the method is explained below in connection with the hearing protection device shown in FIG. 2, the same items being provided with the same reference numerals as in FIG. 1 in FIG. 2, so that reference is made in full to the above statements with regard to their description becomes. In contrast to the hearing protection device shown in FIG. 1, the signal to be supplied to headphones 10 is not detected in the hearing protection device shown in FIG. 2, but a correspondingly filtered and processed signal of a sound transducer in the form of a microphone 15 is fed to the circuit device 126. The microphone signal is processed and in turn the noise dose detected by the microphone 15, i.e. the noise dose which has acted on the microphone is processed and displayed in the display device 127. The hearing protection device shown in FIG. 2 thus operates as a kind of measuring device for detecting a sound pressure level acting on the microphone over a long period of time and thus for detecting and displaying the noise dose that has occurred, for example, in a room and has an effect on people present.
Eine solche Meßeinrichtung kann wiederum in einen Regelkreislauf eingebunden werden, wobei in diesem Falle auf der Basis des von der Meßeinrichtung verarbeiteten Signals Lautsprecher, Kopfhörer oder andere schallerzeugende Mittel im Raum mit entsprechenden Signalen beaufschlagt werden.
Such a measuring device can in turn be integrated into a control circuit, in which case, on the basis of the signal processed by the measuring device, loudspeakers, headphones or other sound-generating means in the room are subjected to corresponding signals.