Memahami Tahap Tekanan Bunyi
Definisi: Apakah Tahap Tekanan Bunyi?
Tahap tekanan bunyi (SPL) ialah ukuran logaritma tekanan akustik berbanding dengan tekanan rujukan, dinyatakan dalam desibel (dB). Untuk jentera, SPL mengukur keamatan pelepasan hingar—kenyaringan bunyi yang dipancarkan oleh peralatan—diukur dengan mikrofon atau meter aras bunyi pada jarak tertentu. SPL berkorelasi dengan getaran kerana permukaan bergetar memancarkan bunyi, menjadikan ukuran akustik sebagai pelengkap kepada analisis getaran untuk penilaian keadaan jentera, terutamanya untuk mendiagnosis masalah aerodinamik, gear dan galas yang menghasilkan tandatangan bunyi tonal atau jalur lebar yang berciri.
Walaupun terutamanya kebimbangan kesihatan pekerjaan dan alam sekitar (perlindungan pendengaran, peraturan hingar), pengukuran SPL memberikan nilai diagnostik: perubahan hingar selalunya mendahului atau mengiringi kemerosotan mekanikal, dan analisis akustik boleh mengenal pasti kerosakan tertentu melalui corak frekuensi ciri yang serupa dengan spektrum getaran.
Ungkapan Matematik
Formula
- SPL (dB) = 20 × log₁₀(P / P₀)
- Di mana P = tekanan bunyi terukur (Pa)
- P₀ = tekanan rujukan = 20 µPa (ambang pendengaran manusia)
- Skala logaritma menampung julat tekanan yang besar
Skala Desibel
- 0 dB: Ambang pendengaran
- 30-40 dB: Bilik sunyi
- 60-70 dB: Perbualan biasa
- 80-90 dB: Jentera bising, perlindungan pendengaran disyorkan
- 100-110 dB: Jentera yang sangat kuat, perlindungan pendengaran diperlukan
- 120+ dB: Ambang kesakitan, kerosakan pendengaran serta-merta
Pengukuran
Pengukur Aras Bunyi
- Mikrofon ketepatan
- Pemberat kekerapan (A, C atau Z)
- Pemberatan masa (cepat, perlahan, impuls)
- Paparan dalam dB SPL
- Kelas 1 (ketepatan) atau Kelas 2 (umum) setiap IEC 61672
Jarak Pengukuran
- Dekat Padang: < 1 meter dari sumber (ukuran jarak)
- Padang Jauh: > 1 meter (ukuran medan bebas)
- Standard: Selalunya 1 meter untuk jentera
- SPL berkurangan: ~6 dB setiap penggandaan jarak (medan bebas)
Pemberat Kekerapan
- A-Penimbang: Meniru sensitiviti telinga manusia, yang paling biasa
- C-Penimbang: Agak rata, termasuk frekuensi rendah
- Z (Linear): Tiada pemberat, semua frekuensi sama
- Unit: dBA, dBC, dBZ (menunjukkan wajaran yang digunakan)
Hubungan dengan Getaran
Sinaran Bunyi daripada Getaran
- Permukaan bergetar memancarkan gelombang bunyi
- Kuasa bunyi ∝ halaju² × luas (anggaran)
- Korelasi: Getaran lebih tinggi secara amnya → SPL lebih tinggi
- Tetapi kompleks perhubungan (kecekapan sinaran berbeza-beza)
Korelasi Diagnostik
- Masalah galas: Desis atau pengisaran frekuensi tinggi
- Masalah gear: Ciri merengek pada frekuensi jaringan
- Ketidakseimbangan: Gemuruh frekuensi rendah pada 1×
- Peronggaan: Kerisik atau meletus secara rawak
Analisis Spektrum Akustik
Komponen tonal
- Gear Mesh: Nada tulen pada kekerapan pemasangan gigi
- Hantaran Bilah: Kekerapan bilah kipas atau pemampat
- Elektrik: 120/100 Hz hum dari motor
- Nada galas: Harmonik kekerapan kerosakan
Bunyi Jalur Lebar
- Aerodinamik: Pergolakan, bunyi aliran
- Peronggaan: Gelembung rawak runtuh
- Kerosakan galas: Peningkatan jalur lebar dengan kecacatan
- Geseran: Pelepasan rawak berterusan
Aplikasi
Pemantauan Keadaan
- Melengkapkan ukuran getaran
- Petunjuk kecacatan galas awal (bunyi meningkat sebelum getaran)
- Pemantauan kehausan gear (perubahan kualiti bunyi)
- Penilaian kualitatif cepat
Kawalan Kualiti
- Penerimaan peralatan baharu (had bunyi)
- Pengesahan selepas pembaikan
- Kualiti produk dalam pembuatan
Pematuhan Peraturan
- Pendedahan hingar pekerjaan (OSHA, arahan EU)
- Had bunyi komuniti
- Spesifikasi peralatan
- Keperluan dokumentasi
Menyelesaikan masalah
- Cari sumber bunyi
- Kenal pasti penyumbang kepada bunyi keseluruhan kemudahan
- Sahkan langkah pengurangan hingar
Tahap Bunyi Jentera Biasa
Mengikut Jenis Peralatan
- Motor Elektrik: 70-85 dBA
- Pam Empar: 75-90 dBA
- Peminat/Peniup: 80-100 dBA
- Kotak gear: 75-95 dBA
- Pemampat: 85-105 dBA
- Enjin Diesel: 95-110 dBA
Bunyi sebagai Penunjuk Diagnostik
Meningkatkan Kebisingan
- Kemerosotan galas (mengisar, mencicit)
- Haus gear (keamatan rengekan meningkat)
- Masalah pelinciran (peningkatan bunyi geseran)
- Kelonggaran (bergetar)
Menukar Watak Bunyi
- Nada baharu muncul
- Peralihan kekerapan
- Bunyi sekejap-sekejap
- Semua menunjukkan masalah yang sedang berkembang
Piawaian Pengukuran
- IEC 61672: Spesifikasi meter aras bunyi
- ISO 3744: Penentuan kuasa bunyi
- ISO 1680: Kod ujian hingar jentera
- ANSI S12.19: Pengukuran hingar jentera
Tahap tekanan bunyi, sementara terutamanya metrik kesihatan dan persekitaran, menyediakan maklumat diagnostik berharga yang dikaitkan dengan keadaan mekanikal. Pengukuran akustik melengkapkan analisis getaran, kadangkala memberikan petunjuk awal galas atau kemerosotan gear, dan penting untuk penilaian jentera komprehensif yang menggabungkan getaran mekanikal dengan sinaran akustik untuk penilaian kesihatan peralatan yang lengkap.