Terdapat banyak skala jenis alat ukur kebisingan dan analisis suara. Semakin berkembangnya teknologi menyebabkan alat pengukuran semakin modern dan sederhana dengan kemampuan lebih stabil dalam pengoperasian, dapat dibawa kemana-mana, menggunakan baterai, dan dapat digunakan untuk berbagai skala pengukuran.
Input dari alat ukur ini adalah sinyal akustik. Komponen yang digunakan adalah transducer yang mana dapat menangkap perubahan tekanan suara ke dalam bentuk sinyal yang berikutnya akan diubah menjadi voltase. Hasil dari transducer tersbut masih terlalu kecil (mV) sehingga dibutuh amplifier untuk menguatkan sinyal elektrik tersebut. Setelah itu, sinyal elektik
tersebut akan dikondisikan menjadi nilai dari tingkat kebisingan yang nantinya akan ditunjukkan oleh layar.
1. SOUND LEVEL METER
Sound Level Meter merupakan alat ukur kebisingan yang paling sederhana. Sound Level Meter merubah perubahan tekanan suara ke sinyal elektrik yang menggerakkan/merubah pointer atau layar display yang sesuai dari amplitudo sinyal. Sound Level Meter didisain untuk mengukur tingkat kebisingan secara langsung dalam rms tekanan suara.
a. Tipe-Tipe Sound Level Meter
Ada dua tipe sound level meter: tipe biasa dan tipe presisi. Perbedaan-perbedaan antara keduanya tercantum dalam Tabel 4. Untuk pengukuran kebisingan pada umumnya, tipe biasa dipakai, sedangkan tipe presisi dipakai bila akurasi diperlukan.
Dalam tahun-tahun terakhir ini, alat ukur yang dapat mengukur tingkat suara untuk tingkat persentil, tingkat tekanan suara berbobot A yang sepadan dan kontinyu (LAeq) dan tingkat pengeksposan suara (LAE) telah menjadi pilihan untuk digunakan. Instrumen semacam ini berguna untuk mengukur kebisingan lalu lintas mobil dan kereta api.
Tabel 4. Perbedaan-Perbedaan Antara Sound Level Meter dan Precision Sound Level Meter
Pembeda Sound Level Meter Precision Sound Level Meter
Dukungan verifikatif 1.5 dB 0.7 dB
Lingkup frekwensi 20-8,000Hz 20-12,500Hz
Sumber : www.menlh.go.id
b. Prinsip Dasar dari Sound Level Meter
Prinsip dasar dari sound level meter tampak pada Gambar. 8. Perubahan-perubahan sangat kecil dalam tekanan suara/sinyal akustik dijabarkan menjadi sinyal-sinyal listrik oleh mikrofon. Sebanding dengan tekanan suara, sinyal-sinyal listrik melalui rangkaian kompensasi frekwensi dan suatu rangkaian deteksi RMS (root mean square), dan akhirnya ditunjukkan pada meteran dalam dB.
Sound Level Meter memiliki tiga buah standard untuk merespon jaringan frekwensi. Beberapa sekala pengukuran yang dapat dibaca oleh SLM adalah skala pengukuran A, B, dan C. Kebanyakan pengukuran kebisingan lingkungan menggunakan skala pengukuran A.
Gambar 8. Prinsip Dasar dari Sound Level Meter c. Kalibrasi
Sebelum dan sesudah pengukuran-pengukuran, diperlukan untuk mengecek bahwa bacaan yang ditayangkan adalah benar dan kalibrasikan sound level meter. Kalibrasi dapat dilakukan dengan dua cara: secara internal dengan sinyal-sinyal listrik atau secara akustik dengan kalibrator suara atau pistonphon.
Kalibrasi internal dilakukan dengan menggunakan referensi tegangan pada rangkaian-rangkaian listrik dari sound level meter serta amplitudo disesuaikan. Penyesuaian dilakukan dengan membandingkan nilai yang ditunjukkan oleh fitur kalibrasi internal terhadap nilai yang ditampilkan oleh sound level meter.
Kalibrasi akustik dilakukan dengan menyisipkan generator suara atau pistonphon ke dalam mikrofon dari sound level meter dan menggunakan tekanan suara referensi. Skala penuh (FS) dari sound level meter yang dipakai oleh masukan sinyal kalibrasi disetel 6 dB lebih tinggi dari pada tingkat tekanan suara dari sinyal kalibrasi normal. Dalam kalibrasi, penyesuaian frekwensi dari sound level meter tidak dilakukan dan audio recorder disetel pada karakteristik datar atau linier. Kalibrasi yang sesungguhnya membandingkan nilai yang ditunjukkan oleh kalibrator suara terhadap nilai yang ditampilkan oleh Mikrofon Pre-amplifier (penguat) Input + Attenuator (peredam) Rangkaian kompensasi frekwensi Output + Attenuator (peredam) Rangkaian deteksi RMS Meteran Linier Karakteristik A Karakteristik C Karakteristik F (Cepat) Karakteristik S (Lambat) (Level recorder, audio recorder)
Keluaran AC
sound level meter. Sedangkan kalibrasi internal hanya menyetel rangkaian-rangkaian dari sound level meter dengan menggunakan sinyal-sinyal listrik, kalibrasi akustik memungkinkan si pengguna untuk menyetel kepekaan dari sound level meter termasuk mikrofonnya.
d. Penyetelan Sound Level Meter
Untuk mengukur dengan sound level meter, sejumlah penyetelan harus dilakukan. Penyetelan-penyetelan ini akan berbeda menurut tujuan pengukuran. Beberapa contoh diberikan dalam Tabel 5. Tabel 5. Penyetelan-Penyetelan Utama untuk Sound Level Meter
Hal (item) yang ditaksir Lingkup tingkat Karakteristik pengukuran frekwensi Karakteristik pemukul-rataan waktu Waktu pengukuran Tingkat persentil Karakteristik A Karakteristik F (Cepat) Setel seperti diperlukan Tingkat pengeksposan suara Karakteristik A Karakteristik S (Lambat) Mulai dan akhiri secara manual Tingkat tekanan suara berbobot A yang sepadan dan kontinyu Karakteristik A Karakteristik F (Waktu mengukur tingkat persentil secara simultan) Karakteristik S (Waktu mengukur hanya tingkat tekanan suara berbobot A yang sepadan dan kontinyu) 10 menit atau lebih Level recorder Karakteristik A Setel dari level recorder Mulai dan akhiri secara manual Audio recorder Setel pada lingkup pengukuran yang cocok untuk lapangan Karakteristik datar atau linier
Setel dari alat analisa selama analisa Mulai dan akhiri secara manual Sumber : www.menlh.go.id
2. MIKROFON
Mikrofon atau transducer merupakan bagaian terpenting dari sistem pengukuran kebisingan, dibutuhkan stabilitas yang sangat tinggi dan sangat sensitif. Fungsi dasar mikrofon adalah mengubah gelombang suara ke sinyal elektrik. Terdapat tiga tipe mikrofon yang biasa digunakan untuk mengukur kebisingan lingkungan, yaitu keramik, dinamik, dan kondensor. Karakteristik dari ketiga jenis mikrofon tersebut dapat dilihat pada table berikut.
Tabel 6. Jenis-Jenis Mikrofon dan Karakteristiknya Jenis Mikrofon Karakteristik
Stabil dan ketidakrataan Mikrofon
keramik/kristal Dapat melihat frekwensi yang kecil, interval dinamik yang lebar, relative tidak sensitif terhadap perubahan kelembapan Sangat rata
Dapat digunakan pada suhu tinggi
Dapat mengirimkan sinyal tanpa menggunakan kabel yang panjang
Frekwensi terbatas Mikrofon dinamik
Dapat terpengaruh oleh medan magnetic Sangat sensitif
Untuk semua frekwensi Interval dinamik yang lebar Stabil
Merespon frekwensi yang tinggi Mikrofon
kondensor
Relatif tidak dipengaruhi oleh getaran Sumber : Lipscomb, 1978
3. LEVEL RECORDER
a. Penyetelan
Suatu level recorder adalah instrumen pengukuran analog yang merekam sinyal outputt dari sound level meter atau alat lain pada kertas perekam dengan menggunakan tingkat tekanan suara berbobot A (dB) untuk sumbu vertikal dan waktu untuk sumbu horisontal.
Pada umumnya, sinyal-sinyal dari sound level meter merupakan input dari terminal masukan AC. Karena itu, perlu untuk menyetel karakteristik pemukul-rataan waktu (karakteristik F atau S) dari level recorder (Gambar 8). Dalam hal ini, juga perlu untuk menyesuaikan
skala penuh dari level recorder pada skala dari sound level meter. Dan, kecepatan penyodoran kertas (biasanya 1 mm/detik atau 3 mm/detik sudah cukup) juga harus disetel. Ketika pengukuran dimulai, petugas mencatat waktu perekaman, lokasi, skala penuh dan informasi lainnya pada kertas perekam.
Perekam-level recorder sering digunakan untuk mengukur kebisingan pesawat terbang dan kereta api.
b. Kalibrasi
Bila level recorder dihubungkan dengan sound level meter, dia harus dikalibrasikan. Kalibrasi dilakukan dengan dengan memasukkan suara sinyal kalibrasi dari kalibrator atau pistonphon, dan menyetel posisi pena sehingga dia menunjukkan titik 6 dB kurang dari skala penuh perekam, dengan menggunakan penyetel perekam.
4. AUDIO RECORDER
Sebuah audio recorder merekam output sinyal-sinyal listrik dari sound level meter, oleh karena itu dia efektif terhadap penganalisaan terinci gejala dan hal itu sukar di lapangan dan tidak mudah direproduksi. Sekarang, kecenderungan terbanyak adalah perekaman digital dengan perekam digital yang menggunakan pita audio digital sebagai medium perekaman. Meskipun perekam-perekam analog unggul dalam merekam dalam ben frekwensi tinggi, perekam-perekam digital adalah jauh lebih baik dalam hal waktu perekaman yang kontinyu dan lingkup (perekaman) dinamik. Juga lebih baik untuk mengunakan precision sound level meter untuk audio recorder.
a. Digital Recording
Karena sinyal-sinyal dari sound level meter adalah input ke dalam perekam sebagaimana sinyal-sinyal listrik yang sebanding dengan intensitas dari tingkat tekanan suara, perlulah untuk menyetel tegangan input maksimum. Perlu hati-hati di sini karena tegangan input dari sound level meter akan berbeda menurut tipe sound level meter. Contoh, misalnya perekam digital memungkinkan tegangan input
dengan perekam mempunyai tegangan outputt maksimum 4 V (hati-hati karena meteran-sound level meter memberikan kelonggaran di atas skala penuh), maka penyetelan tegangan input maksimum sampai 5 V akan memungkinkan semua data terekam. Lagi pula, akan perlu untuk menyetel kecepatan pita dan, bila terdapat banyak colokan input, maka channel input perlu disetel pula.
Sebelum pengukuran, rekamlah suara sinyal kalibrasi selama 30 detik atau lebih. Lalu, pada awal pengukuran, sesuaikan lingkup tingkat dari sound level meter terhadap suara sasaran. Pada tahap ini, rekamlah pula skala penuh dari sound level meter dengan kertas perekam atau pengumuman bersama, dengan informasi terkait seperti waktu perekaman dan lokasi. Dalam menganalisa data, ambillah suara sinyal kalibrasi yang terekam sebanyak 6 dB kurang dari skala penuh dari sound level meter. Pengukuran-pengukuran biasanya dilakukan tanpa kompensasi frekwensi dari meteran tingkat kebisingan, karena itu setel perekam pada karakteristik datar atau linier.
b. Analog Recorder
Dalam menggunakan audio recorder, yang paling perlu adalah menyetel tingkat perekaman pada tingkat yang cocok. Dengan menyetel tingkat perekaman, sesuaikan sinyal maksimum (tekanan suara) yang diijinkan oleh sound level meter dengan tingkat perekaman dari audio recorder. Contoh, misalkan sound level meter memungkinkan tekanan suara seketika melebihi skala penuh dengan 13 dB (tingkat itu dapat terukur). Ketika menggunakan perekam ini, setel tingkat perekaman sehingga tingkat input dari perekam analog terindikasikan sebagai -13 dB tatkala suatu sinyal yang sepadan dengan skala penuh dari sound level meter dimasukkan.
Suatu perekam analog dikalibrasikan dengan memasukkan suara sinyal kalibrasi ke dalam sound level meter dengan pistonphon atau kalibrator. Skala penuh dari sound level meter disetel dengan cara yang sama dengan tatkala mengkalibrasikan level recorder: setel dari tombol penyesuaian tingkat input sehingga tingkat input perekam
menunjukkan -19 (13 + 6) dB ketika sinyal kalibrasi diinput (Apabila perekam dapat menyesuaikan tingkat secara otomatis, perhatikan bahwa perlu untuk meng-OFF-kan tombol ini).
Rekamlah suara sinyal kalibrasi selama 30 detik atau lebih. Setelah merekam sinyal kalibrasi, hendaknya sangat hati-hati untuk tidak menekan tombol penyesuaian tingkat dari perekam. Ketika mulai mengukur, sesuaikan lingkup tingkat dari sound level meter dengan suara target. Pada saat ini, pastikan untuk merekam skala penuh dari sound level meter. Dalam menganalisa data, ambilah suara sinyal kalibrasi terekam sebesar 6 dB lebih rendah dari skala penuh dari sound level meter. Juga, pengukuran-pengukuran dengan audio recorder biasanya dilakukan tanpa kompensasi frekwensi dari sound level meter, maka itu setel perekam pada karakteristik datar atau linier.
5. ALAT ANALISIS FREKWENSI
Ketika menginvestigasi langkah-langkah pengedapan suara, informasi tingkat tekanan suara berbobot A saja tidak cukup. Perlu untuk mengidentifikasikan karakteristik-karakteristik suara dengan analisa frekwensi.
Tabel 7. Tipe-tipe Analisis Frekwensi Alat analisis
frekwensi
Filter Lebar ben
normal
Obyektif Alat analisa oktaf Pas (Pass) ben
oktaf Lebar proporsional Penaksiran kebisingan dan langkah penanggulangan pada umumnya Alat analisa oktaf
1/3
Pas (Pass) ben oktaf 1/3 Lebar proporsional Penaksiran kebisingan dan langkah penanggulangan pada umumnya Alat analisa FFT FFT Lebar sepadan penanggulangan
pada sumber kebisingan Sumber : www.menlh.go.id
Untuk kebisingan pabrik, tingkat tekanan suara dianalisa dengan ben oktaf, tetapi tingkat tekanan suara diukur setiap 1/3 ben oktaf apabila analisa terinci diperlukan. Lagi pula, bila resolusi frekwensi dibutuhkan, maka diperlukan alat analisa FFT (Fast Fourier Transform).