Was ist Schalldruckpegel? Geräuschmessung • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist Schalldruckpegel? Geräuschmessung • Tragbarer Auswuchtapparat, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Schnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist der Schalldruckpegel? Geräuschmessung

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Schalldruckpegel verstehen

Definition: Was ist der Schalldruckpegel?

Schalldruckpegel (SPL) ist die logarithmische Messung des Schalldrucks im Verhältnis zu einem Referenzdruck, ausgedrückt in Dezibel (dB). Bei Maschinen quantifiziert SPL die Lärmemissionsintensität – die Lautstärke des von Geräten abgestrahlten Schalls – gemessen mit Mikrofonen oder Schallpegelmessern in bestimmten Abständen. SPL korreliert mit Vibration Da vibrierende Oberflächen Schall abstrahlen, ergänzen akustische Messungen die Schwingungsanalyse bei der Beurteilung des Maschinenzustands, insbesondere bei der Diagnose von Problemen mit der Aerodynamik, dem Getriebe und den Lagern, die charakteristische tonale oder breitbandige Geräuschsignaturen erzeugen.

Obwohl es sich bei Schalldruckpegelmessungen in erster Linie um ein Problem der Arbeitsgesundheit und des Umweltschutzes (Gehörschutz, Lärmschutzbestimmungen) handelt, bieten sie auch einen diagnostischen Wert: Geräuschänderungen gehen häufig einer mechanischen Verschlechterung voraus oder begleiten diese. Durch akustische Analysen können spezifische Fehler anhand charakteristischer Frequenzmuster, die Vibrationsspektren ähneln, identifiziert werden.

Mathematischer Ausdruck

Formel

  • Schalldruckpegel (dB) = 20 × log₁₀(P / P₀)
  • Wobei P = gemessener Schalldruck (Pa)
  • P₀ = Referenzdruck = 20 µPa (Hörschwelle des Menschen)
  • Die logarithmische Skala deckt einen großen Druckbereich ab

Dezibel-Skala

  • 0 dB: Hörschwelle
  • 30-40 dB: Ruhiges Zimmer
  • 60-70 dB: Normale Konversation
  • 80-90 dB: Laute Maschinen, Gehörschutz empfohlen
  • 100-110 dB: Sehr laute Maschinen, Gehörschutz erforderlich
  • 120+ dB: Schmerzgrenze, sofortige Hörschädigung

Messung

Schallpegelmesser

  • Präzisionsmikrofon
  • Frequenzbewertung (A, C oder Z)
  • Zeitgewichtung (schnell, langsam, Impuls)
  • Anzeige in dB SPL
  • Klasse 1 (Präzision) oder Klasse 2 (allgemein) gemäß IEC 61672

Messdistanz

  • Nahfeld: < 1 Meter von der Quelle (Näherungsmessungen)
  • Fernfeld: > 1 Meter (Freifeldmessungen)
  • Standard: Oft 1 Meter für Maschinen
  • SPL-Abnahmen: ~6 dB pro Abstandsverdoppelung (Freifeld)

Frequenzbewertung

  • A-Gewichtung: Imitiert die Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs, am häufigsten
  • C-Gewichtung: Relativ flach, schließt tiefe Frequenzen ein
  • Z (Linear): Keine Gewichtung, alle Frequenzen gleich
  • Einheit: dBA, dBC, dBZ (zeigt die verwendete Gewichtung an)

Beziehung zur Vibration

Schallabstrahlung durch Vibration

  • Vibrierende Oberflächen strahlen Schallwellen aus
  • Schallleistung ∝ Geschwindigkeit² × Fläche (ungefähr)
  • Korrelation: Höhere Vibration im Allgemeinen → höherer Schalldruck
  • Aber Beziehung komplex (Strahlungseffizienz variiert)

Diagnostische Korrelation

  • Lagerprobleme: Hochfrequentes Zischen oder Schleifen
  • Getriebeprobleme: Charakteristisches Heulen bei Eingriffsfrequenz
  • Unwucht: Niederfrequentes Rumpeln bei 1×
  • Kavitation: Zufälliges Knistern oder Knallen

Akustische Spektrumanalyse

Tonale Komponenten

  • Zahnradeingriff: Reiner Ton bei Zahneingriffsfrequenz
  • Klingenpass: Lüfter- oder Kompressorschaufelfrequenz
  • Elektrisch: 120/100 Hz Brummen von Motoren
  • Peiltöne: Fehlerfrequenzharmonische

Breitbandrauschen

  • Aerodynamisch: Turbulenzen, Strömungsgeräusche
  • Kavitation: Zufälliges Platzen der Blase
  • Lagerschäden: Breitbandausbau mit Mängeln
  • Reibung: Kontinuierliche zufällige Emissionen

Anwendungen

Zustandsüberwachung

  • Ergänzende Schwingungsmessungen
  • Frühzeitige Anzeige eines Lagerdefekts (Geräusch steigt vor Vibrationen)
  • Überwachung des Getriebeverschleißes (Änderungen der Geräuschqualität)
  • Schnelle qualitative Bewertungen

Qualitätskontrolle

  • Neugeräteabnahme (Lärmgrenzwerte)
  • Überprüfung nach der Reparatur
  • Produktqualität in der Fertigung

Einhaltung gesetzlicher Vorschriften

  • Lärmbelastung am Arbeitsplatz (OSHA, EU-Richtlinien)
  • Gemeindelärmgrenzwerte
  • Gerätespezifikationen
  • Dokumentationsanforderungen

Fehlersuche

  • Lokalisieren Sie Lärmquellen
  • Identifizieren Sie die Faktoren, die zum Gesamtlärm der Anlage beitragen
  • Maßnahmen zur Lärmreduzierung validieren

Typische Maschinengeräuschpegel

Nach Gerätetyp

  • Elektromotoren: 70-85 dBA
  • Kreiselpumpen: 75-90 dBA
  • Lüfter/Gebläse: 80-100 dBA
  • Getriebe: 75-95 dBA
  • Kompressoren: 85-105 dBA
  • Dieselmotoren: 95-110 dBA

Lärm als Diagnoseindikator

Zunehmender Lärm

  • Lagerverschleiß (Knirschen, Quietschen)
  • Getriebeverschleiß (Heulintensität nimmt zu)
  • Schmierprobleme (erhöhte Reibungsgeräusche)
  • Lockerheit (Klappern)

Ändern des Rauschcharakters

  • Neue Töne erscheinen
  • Frequenzverschiebungen
  • Intermittierende Geräusche
  • Alle weisen auf sich entwickelnde Probleme hin

Messstandards

  • IEC 61672: Spezifikation der Schallpegelmesser
  • ISO 3744: Schallleistungsbestimmung
  • ISO 1680: Prüfvorschriften für Maschinenlärm
  • ANSI S12.19: Maschinenlärmmessungen

Der Schalldruckpegel ist zwar in erster Linie ein Gesundheits- und Umweltindikator, liefert aber auch wertvolle diagnostische Informationen zum mechanischen Zustand. Akustische Messungen ergänzen die Schwingungsanalyse und liefern manchmal frühzeitige Hinweise auf Lager- oder Getriebeverschleiß. Sie sind für eine umfassende Maschinenbewertung unerlässlich, indem mechanische Schwingungen mit akustischer Strahlung kombiniert werden, um den Zustand der Anlage vollständig zu bewerten.

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