Czym jest poziom ciśnienia akustycznego? Pomiar hałasu • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest poziom ciśnienia akustycznego? Pomiar hałasu • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest poziom ciśnienia akustycznego? Pomiar hałasu

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie poziomu ciśnienia akustycznego

Definicja: Czym jest poziom ciśnienia akustycznego?

Poziom ciśnienia akustycznego (SPL) to logarytmiczna miara ciśnienia akustycznego względem ciśnienia odniesienia, wyrażona w decybelach (dB). W przypadku maszyn SPL określa natężenie emisji hałasu – głośność dźwięku emitowanego przez urządzenia – mierzoną za pomocą mikrofonów lub mierników poziomu dźwięku w określonych odległościach. SPL koreluje z wibracja ponieważ drgające powierzchnie emitują dźwięk, co sprawia, że pomiary akustyczne stanowią uzupełnienie analizy drgań w ocenie stanu maszyn, a w szczególności w diagnostyce problemów aerodynamicznych, przekładniowych i łożyskowych, które powodują charakterystyczne tonalne lub szerokopasmowe sygnatury hałasu.

Pomiary ciśnienia akustycznego (SPL) są przede wszystkim kwestią ochrony zdrowia i środowiska (ochrona słuchu, przepisy dotyczące hałasu), ale mają też wartość diagnostyczną: zmiany hałasu często poprzedzają lub towarzyszą degradacji mechanicznej, a analiza akustyczna pozwala na identyfikację konkretnych usterek na podstawie charakterystycznych wzorców częstotliwości podobnych do widm drgań.

Wyrażenie matematyczne

Formuła

  • SPL (dB) = 20 × log₁₀(P / P₀)
  • Gdzie P = zmierzone ciśnienie akustyczne (Pa)
  • P₀ = ciśnienie odniesienia = 20 µPa (próg słyszalności człowieka)
  • Skala logarytmiczna obejmuje ogromny zakres ciśnień

Skala decybeli

  • 0 dB: Próg słyszalności
  • 30-40 dB: Cichy pokój
  • 60-70 dB: Normalna rozmowa
  • 80-90 dB: Hałaśliwe maszyny, zalecana ochrona słuchu
  • 100-110 dB: Bardzo głośne maszyny, wymagana ochrona słuchu
  • 120+ dB: Próg bólu, natychmiastowe uszkodzenie słuchu

Pomiar

Mierniki poziomu dźwięku

  • Precyzyjny mikrofon
  • Ważenie częstotliwościowe (A, C lub Z)
  • Ważenie czasu (szybkie, wolne, impulsowe)
  • Wyświetl w dB SPL
  • Klasa 1 (precyzyjna) lub klasa 2 (ogólna) zgodnie z normą IEC 61672

Odległość pomiaru

  • Blisko pola: < 1 metr od źródła (pomiary bliskości)
  • Dalekie pole: > 1 metr (pomiary w polu swobodnym)
  • Standard: Często 1 metr dla maszyn
  • SPL maleje: ~6 dB na podwojenie odległości (pole swobodne)

Ważenie częstotliwości

  • Ważenie A: Imituje wrażliwość ludzkiego ucha, najczęstszą
  • Współczynnik C: Stosunkowo płaski, obejmuje niskie częstotliwości
  • Z (liniowy): Brak ważenia, wszystkie częstotliwości równe
  • Jednostki: dBA, dBC, dBZ (oznacza użytą wagę)

Związek z wibracjami

Promieniowanie dźwięku z wibracji

  • Wibrujące powierzchnie emitują fale dźwiękowe
  • Moc dźwięku ∝ prędkość² × powierzchnia (w przybliżeniu)
  • Korelacja: Wyższe wibracje ogólnie → wyższy poziom ciśnienia akustycznego
  • Ale związek jest złożony (efektywność promieniowania jest zmienna)

Korelacja diagnostyczna

  • Problemy z łożyskami: syczenie lub zgrzytanie o wysokiej częstotliwości
  • Problemy z przekładnią: charakterystyczny pisk przy częstotliwości zazębienia
  • Brak równowagi:Dźwięk o niskiej częstotliwości przy 1×
  • Kawitacja:Losowe trzaski lub trzaski

Analiza widma akustycznego

Składniki tonalne

  • Siatka zębata: Czysty ton przy częstotliwości styku zębów
  • Przejście ostrza: Częstotliwość łopatek wentylatora lub sprężarki
  • Elektryczny: 120/100 Hz buczenie silników
  • Tony łożyskowe: Harmoniczne częstotliwości zwarcia

Szum szerokopasmowy

  • Aerodynamiczny: Turbulencja, hałas przepływu
  • Kawitacja: Losowe załamanie się bańki
  • Uszkodzenie łożyska: Wzrost szerokopasmowego łącza z defektami
  • Tarcie: Ciągłe losowe emisje

Aplikacje

Monitorowanie stanu

  • Pomiary drgań uzupełniających
  • Wczesne oznaki uszkodzenia łożyska (hałas wzrasta przed pojawieniem się drgań)
  • Monitorowanie zużycia przekładni (zmiany jakości hałasu)
  • Szybkie oceny jakościowe

Kontrola jakości

  • Odbiór nowego sprzętu (limity hałasu)
  • Weryfikacja po naprawie
  • Jakość produktu w produkcji

Zgodność z przepisami

  • Narażenie na hałas w miejscu pracy (OSHA, dyrektywy UE)
  • Limity hałasu w społeczności
  • Specyfikacje sprzętu
  • Wymagania dotyczące dokumentacji

Rozwiązywanie problemów

  • Zlokalizuj źródła hałasu
  • Zidentyfikuj czynniki przyczyniające się do ogólnego hałasu w obiekcie
  • Zweryfikuj środki redukcji hałasu

Typowe poziomy hałasu maszyn

Według typu sprzętu

  • Silniki elektryczne: 70-85 dBA
  • Pompy odśrodkowe: 75-90 dBA
  • Wentylatory/Dmuchawy: 80-100 dBA
  • Skrzynie biegów: 75-95 dBA
  • Sprężarki: 85-105 dBA
  • Silniki Diesla: 95-110 dBA

Hałas jako wskaźnik diagnostyczny

Zwiększający się hałas

  • Pogorszenie stanu łożysk (zgrzytanie, pisk)
  • Zużycie przekładni (zwiększenie intensywności wycia)
  • Problemy ze smarowaniem (zwiększony hałas tarcia)
  • Luz (grzechotanie)

Zmiana charakteru szumu

  • Pojawiają się nowe tony
  • Przesunięcia częstotliwości
  • Przerywane dźwięki
  • Wszystkie wskazują na rozwijające się problemy

Normy pomiarowe

  • IEC 61672: Specyfikacja mierników poziomu dźwięku
  • ISO 3744: Określanie mocy akustycznej
  • ISO 1680: Przepisy dotyczące badania hałasu maszyn
  • ANSI S12.19: Pomiary hałasu maszyn

Poziom ciśnienia akustycznego, choć jest przede wszystkim wskaźnikiem zdrowia i środowiska, dostarcza cennych informacji diagnostycznych, powiązanych ze stanem mechanicznym. Pomiary akustyczne uzupełniają analizę drgań, niekiedy dostarczając wcześniejszych sygnałów o degradacji łożysk lub przekładni, i są niezbędne do kompleksowej oceny maszyn, łącząc drgania mechaniczne z promieniowaniem akustycznym w celu pełnej oceny stanu technicznego urządzeń.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp