Ձայնային ճնշման մակարդակի հասկացում
Ձայնային ճնշման մակարդակ (SPL) ակուստիկ ճնշման լոգարիթմական չափումն է՝ համեմատած հղումային արժեքի հետ, արտահայտված դեցիբելներով (dB): Մեքենաների համար այն քանակականացնում է աղմուկի ճառագայթման ինտենսիվությունը՝ մեքենայի կողմից ճառագայթվող ձայնի ուժգնությունը, չափված միկրոֆոնով կամ ձայնաչափով որոշակի հեռավորության վրա: SPL-ը սերտորեն կապված է տատանում, քանի որ տատանվող մակերեսները ճառագայթում են ձայն, ինչը ակուստիկ չափումները դարձնում է բնական լրացում տատանումների վերլուծություն մեքենայի վիճակը գնահատելիս՝ հատկապես օդադինամիկ, ատամնավոր և առանցքակալային թերությունների համար, որոնք առաջացնում են բնորոշ տոնային կամ լայնաշերտ սիգնալներ:
Թեև SPL-ը հիմնականում մասնագիտական առողջապահության և շրջակա միջավայրի մետրիկան է՝ լսողության պաշտպանություն, աղմուկի կանոնակարգեր, համայնքային սահմաններ, այն կրում է իրական դիագնոստիկ արժեք: Աղմուկի փոփոխությունները հաճախ նախորդում կամ ուղեկցում են մեխանիկական քայքայմանը, և ակուստիկ սպեկտրը կարող է նույնականացնել կոնկրետ թերություններ՝ հաճախականության նախշերի միջոցով, որոնք հայելային են վիբրացիայի սպեկտր.
1. Մաթեմատիկան. Ինչու՞ դեցիբելներ:
SPL-ը սահմանվում է որպես՝
SPL (dB) = 20 × log₁₀(P / P₀), որտեղ P-ն չափված ձայնային ճնշումն է պասկալներով, իսկ P₀ = 20 µPa-ն հղումային ճնշումն է, որը համապատասխանում է մարդու լսողության շեմին:
Լոգարիթմը գոյություն ունի գործնական պատճառով. ականջը հաղթահարում է ճնշումների հսկայական տիրույթ՝ ամենաթույլ լսելի ձայնից մինչև ցավի շեմը ընդգրկում է ճնշման մոտ մեկ միլիոն անգամ տարբերություն: Լոգարիթմական մասշտաբը սեղմում է այդ տիրույթը կառավարելի 0–120+ dB: Այն նաև բացատրում է հաշվարկները, որոնք զարմացնում են նորեկներին. քանի որ մասշտաբը լոգարիթմական է, ձայնի կրկնապատկումը հզորություն ավելացնում է միայն 3 dB, և երկու հավասարաչափ աղմկոտ մեքենաները միասին 3 dB ավելի աղմկոտ են, քան մեկը՝ ոչ թե երկու անգամ ավելի աղմկոտ: Աղբյուրների համադրումը հետևաբար լոգարիթմական գումար է, որը հեշտությամբ կարելի է կատարել մեր Ձայնի մակարդակի գումարման հաշվիչ կամ վերածել ճնշումից դեցիբելներ՝ Ձայնային մակարդակի փոխարկիչ.
Մոտավոր դաշտային ուղեցույց՝ 0 dB-ն լսողության շեմն է; 30–40 dB-ն լուռ սենյակ; 60–70 dB-ն սովորական զրույց; 80–90 dB-ն աղմկոտ մեքենաներ, որտեղ խորհուրդ է տրվում լսողության պաշտպանություն; 100–110 dB-ն շատ աղմկոտ մեքենաներ, որտեղ այն պարտադիր է; և 120 dB-ն և ավելին՝ ցավի շեմ, անմիջական լսողության վնասման վտանգով:
2. Ինչպե՞ս է չափվում SPL-ը
Ձայնաչափեր
- Ճշգրիտ միկրոֆոն, որը սնուցում է չափիչ, որը կիրառում է հաճախականության և ժամանակի կշիռներ և ցուցադրում է արդյունքը dB SPL-ով:
- Գործիքները դասակարգվում են 1-ին դաս (ճշգրիտ) կամ 2-րդ դաս (ընդհանուր նպատակ)՝ IEC 61672.
Չափման հեռավորություն
- Մոտիկ դաշտ՝ աղբյուրից 1 մ-ից պակաս, օգտակար է աղմկոտ բաղադրիչը ճշգրիտ որոշելու համար:
- Հեռավոր դաշտ՝ 1 մ-ից ավելի, որտեղ գործում են ազատ դաշտի պայմաններ; 1 մ-ը սովորական ստանդարտ է մեքենաների համար:
- Ազատ դաշտում SPL-ը նվազում է մոտ 6 dB յուրաքանչյուր հեռավորության կրկնապատկման համար — Ձայնի հեռավորության թուլացման հաշվիչ.
Հաճախականության կշիռ
- A-կշիռ (dBA)՝ ձևավորում է արձագանքը՝ ականջի զգայունությունը նմանելու համար; ամենատարածվածը աղմուկի գնահատման համար:
- C-կշիռ (dBC)՝ համեմատաբար հարթ, պահպանում է ցածր հաճախականության բովանդակությունը գագաթնակետային և իմպուլսային աղմուկի համար:
- Z / գծային (dBZ)՝ կշիռ չկա; յուրաքանչյուր հաճախականություն հավասարապես հաշվվում է, նախընտրելի է ինժեներական վերլուծության համար:
3. Կապը վիբրացիայի հետ
Ձայնի ճառագայթում տատանվող մակերեսից
- Տատանվող մակերեսը ճնշում է շրջակա օդին և ճառագայթում ձայնային ալիքներ:
- Ճառագայթված ձայնային հզորությունը մոտավորապես աճում է արագություն² × մակերես, ուստի ավելի բարձր մակերեսային արագությունը ընդհանուր առմամբ նշանակում է ավելի բարձր SPL:
- Սակայն կապը ճշգրիտ չէ՝ ճառագայթման արդյունավետությունը ուժեղ տարբերվում է հաճախականության և պանելի երկրաչափությունից, ուստի երկու հավասարաչափ տատանվող մակերեսները կարող են շատ տարբեր ճառագայթել:
Դիագնոստիկ համապատասխանություն
- Առանցքակալի խնդիրներ։ բարձր հաճախականության սուսուրոց կամ քերծոց:
- Փոխանցման խնդիրներ. բնորոշ շշուկ ատամների շփման հաճախականությամբ:
- Անհավասարակշռություն: ցածր հաճախականության գոռոզություն 1× աշխատանքային արագություն.
- Կավիտացիա: պատահական ճաքճքոց կամ պայթյուն՝ գոլորշու փրփուրների փլուզման ժամանակ:
4. Ակուստիկ սպեկտրի վերլուծություն
Նույնը, ինչ տատանումների դեպքում, ձայնային ազդանշանը հաճախությունների սպեկտրի վերածելը բարդ աղմուկը բաժանում է դիագնոստիկելի մասերի։
Տոնալ բաղադրիչներ
- Ատամնանիվների շփում: մաքուր տոն ատամների շփման հաճախությամբ, հաճախ կողմնային շերտեր.
- Լեզվակների անցում: տոն օդափոխիչի կամ կոմպրեսորի լեզվակների անցման հաճախությամբ։
- Էլեկտրական: 120/100 Հց բզզոց էլեկտրական մեքենաներից՝ ցանցի հաճախության կրկնապատիկով։
- Առանցքակալների տոներ՝ ընտանիք առանցքակալի թերի հաճախություն հարմոնիկներ։
Լայնոլորտ աղմուկ
- Աերոդինամիկա՝ տուրբուլենտություն և հոսքի աղմուկ։
- Կավիտացիա: պատահական փրփուրների փլուզում լայն շրջանակում։
- Առանցքակալի վնասում. լայնոլորտ աճ՝ մակերեսների վատթարացման ժամանակ։
- Շփում՝ անընդհատ պատահական ճառագայթում։
5. Կիրառություններ
ԱԳՄ չափումը իր տեղն է զբաղեցնում չորս գործնական ոլորտներում՝
- Կացության մոնիտորինգ՝ տատանումների տվյալները լրացնելը, հաճախ տալով առանցքակալի թերությունների առաջին նշանները՝ աղմուկը կարող է աճել, քանի դեռ իրանի տատանումները դեռ չեն աճել, և ատամնանիվների մաշվածքը հետևելը՝ աղմուկի որակի փոփոխությունների միջոցով։
- Գործարկման վերահսկում՝ նոր սարքավորումների ընդունման փորձարկումները՝ աղմուկի սահմանաչափերին համապատասխանելը, վերանորոգումից հետո ստուգումները և արտադրության մեջ արտադրանքի որակի ստուգումները։
- Նորմատիվ համապատասխանություն. աշխատանքային էքսպոզիցիայի սահմանաչափեր (OSHA, ԵՄ դիրեկտիվներ), համայնքային աղմուկի սահմանաչափեր և սարքավորումների տեխնիկական պահանջներ, որոնք աջակցվում են էքսպոզիցիայի դոզաների գործիքներով, ինչպիսին է Աղմուկի ազդեցության հաշվիչ.
- Խնդիրների լուծում. աղմուկի աղբյուրների տեղորոշումը, ընդհանուր օբյեկտային աղմուկին նպաստող գործոնների դասակարգումը և աղմուկը նվազեցնող միջոցառումների ազդեցության հաստատումը։
Ինչպես կանոն, 1 մ հեռավորության վրա տիպիկ A-կշռված մակարդակները կազմում են մոտ 70–85 դԲԱ էլեկտրական մեքենաների համար, 75–90 դԲԱ կենտրոնախույս պոմպերի համար, 80–100 դԲԱ օդափոխիչների և փչող սարքերի համար, 75–95 դԲԱ ատամնանիվների համար, 85–105 դԲԱ կոմպրեսորների համար և 95–110 դԲԱ դիզելային շարժիչների համար։
6. Աղմուկը որպես դիագնոստիկ ցուցանիշ
Ժամանակի ընթացքում մեքենային լսելիս կարևոր են փոփոխությունների երկու տեսակը։ մակարդակի աճը ուղղորդված է առանցքակալի վատթարացման (թրթռոց կամ սուր ձայն), ատամնանիվի մաշվածքի (ուժեղացող շշուկ), լիցքավորման խնդիրների (աճող շփման աղմուկ) կամ թուլացում (խփոց)։ բնույթի փոփոխությունը — նոր տոների հայտնվելը, հաճախությունների տեղաշարժը, ընդմիջվող կամ մոդուլացվող աղմուկները — հավասարապես կարևոր է, ազդանշանելով զարգացող խնդիրը նույնիսկ այն դեպքում, երբ ընդհանուր դԲԱ ցուցմունքը գրեթե չի փոխվել։
Ակուստիկ մեթոդները ունեն սահմանափակումներ՝ ԱԳՄ չափիչը լսում է ամեն ինչ տարածքում, ուստի աղմկոտ հարևան մեքենան, պատերից անդրադարձումները և ֆոնային գործարանային աղմուկը բոլորը աղտոտում են չափումը այնպիսի կերպով, ինչը կոնտակտային զոնդը խուսափում է։ Ահա թե ինչու մեխանիկական թերությունը հաստատելու և հատկապես ուղղելու համար ինժեներները դիմում են ուղղակի տատանումների չափմանը։ Երբ աղմուկի հետազոտությունը ենթադրում է անհավասարակշռություն, կրելի երկու ալիքանի վերլուծիչ, ինչպիսին է Balanset-1A կարող է հաստատել այն՝ չափելով 1× ամպլիտուդը և փուլը առանցքակալի վրա, և այնուհետև տեղում հավասարակշռել ռոտորը՝ մեկուսացնելով իրական մեխանիկական աղբյուրը, որը միկրոֆոնը կարող էր միայն ենթադրել։
7. Չափման ստանդարտներ
- IEC 61672՝ աղմուկի մակարդակի չափիչների տեխնիկական պահանջներ։
- ISO 3744՝ ձայնային հզորության որոշումը՝ ձայնային ճնշումից։
- ISO 1680՝ պտտվող էլեկտրական մեքենաների աղմուկի փորձարկման կոդ։
- ANSI S12.19՝ մեքենաների աղմուկի չափում։
Տատանումների հետ միասին օգտագործվելիս ԱԳՄ-ն լրացնում է մեքենայի առողջության լիարժեք պատկերը՝ միկրոֆոնը երբեմն ազդանշանում է առաջինը, ակսելերոմետր հաստատում և տեղորոշում է, և միասին նրանք տալիս են ավելի լիարժեք գնահատական, քան յուրաքանչյուրը առանձին։
