Înțelegerea nivelului de presiune sonoră
Definiție: Ce este nivelul presiunii sonore?
Nivelul presiunii sonore (SPL) este măsura logaritmică a presiunii acustice în raport cu o presiune de referință, exprimată în decibeli (dB). Pentru utilaje, SPL cuantifică intensitatea emisiei de zgomot - intensitatea sunetului radiat de echipamente - măsurată cu microfoane sau sonometre la distanțe specificate. SPL se corelează cu vibrații deoarece suprafețele care vibrază radiază sunet, măsurătorile acustice fiind complementare analizei vibrațiilor pentru evaluarea stării mașinilor, în special pentru diagnosticarea problemelor aerodinamice, ale angrenajelor și ale rulmenților care produc semnături de zgomot tonale sau în bandă largă caracteristice.
Deși sunt în primul rând o preocupare pentru sănătatea ocupațională și mediul înconjurător (protecția auzului, reglementările privind zgomotul), măsurătorile SPL oferă valoare diagnostică: modificările zgomotului preced sau însoțesc adesea degradarea mecanică, iar analiza acustică poate identifica defecte specifice prin modele de frecvență caracteristice similare spectrelor de vibrații.
Expresie matematică
Formulă
- SPL (dB) = 20 × log₁₀(P / P₀)
- Unde P = presiunea sonoră măsurată (Pa)
- P₀ = presiune de referință = 20 µPa (pragul auzului uman)
- Scara logaritmică acoperă o gamă largă de presiune
Scara decibelilor
- 0 dB: Pragul de auz
- 30-40 dB: Cameră liniștită
- 60-70 dB: Conversație normală
- 80-90 dB: Utilaje zgomotoase, se recomandă utilizarea protecției auditive
- 100-110 dB: Utilaje foarte zgomotoase, este necesară protecția auzului
- 120+ dB: Pragul durerii, afectarea imediată a auzului
Măsurare
Sonometre
- Microfon de precizie
- Ponderare în frecvență (A, C sau Z)
- Ponderare temporală (rapidă, lentă, impulsivă)
- Afișaj în dB SPL
- Clasa 1 (precizie) sau Clasa 2 (general) conform IEC 61672
Distanța de măsurare
- Câmp apropiat: < 1 metru de la sursă (măsurători de proximitate)
- Câmp îndepărtat: > 1 metru (măsurători în câmp liber)
- Standard: Adesea 1 metru pentru utilaje
- Scăderi SPL: ~6 dB per dublarea distanței (câmp liber)
Ponderarea frecvenței
- Ponderare A: Imită sensibilitatea urechii umane, cea mai frecventă
- Ponderare C: Relativ plat, include frecvențe joase
- Z (liniar): Fără ponderare, toate frecvențele sunt egale
- Unități: dBA, dBC, dBZ (indică ponderarea utilizată)
Relația cu vibrația
Radiația sonoră din vibrații
- Suprafețele care vibrează radiază unde sonore
- Putere sonoră ∝ viteză² × arie (aproximativ)
- Corelație: Vibrații mai mari în general → SPL mai mare
- Dar relație complexă (eficiența radiațiilor variază)
Corelația diagnostică
- Probleme cu rulmenții: șuierat sau scrâșnet de înaltă frecvență
- Probleme cu angrenajul: Scârțâit caracteristic la frecvența plasei
- DezechilibraZgomot de joasă frecvență la 1×
- CavitațieTrosnituri sau pocnituri aleatorii
Analiza spectrului acustic
Componente tonale
- Plasă de angrenaje: Ton pur la frecvența de angajare a dinților
- Trecerea lamei: Frecvența palelor ventilatorului sau compresorului
- Electric: Zumzet de 120/100 Hz de la motoare
- Tonuri de rulment: Armonice de frecvență de defect
Zgomot în bandă largă
- Aerodinamic: Turbulență, zgomot de curgere
- Cavitație: Prăbușirea aleatorie a bulelor
- Deteriorarea rulmentului: Creșterea benzii largi cu defecte
- Frecare: Emisii aleatorii continue
Aplicații
Monitorizarea stării
- Măsurători suplimentare ale vibrațiilor
- Indicație timpurie a defectelor la rulment (zgomotul crește înainte de vibrații)
- Monitorizarea uzurii angrenajelor (modificări ale calității zgomotului)
- Evaluări calitative rapide
Controlul calității
- Acceptarea noilor echipamente (limite de zgomot)
- Verificare post-reparație
- Calitatea produsului în fabricație
Conformitate cu reglementările
- Expunerea la zgomot ocupațional (OSHA, directive UE)
- Limitele de zgomot comunitare
- Specificațiile echipamentului
- Cerințe de documentație
Depanare
- Localizați sursele de zgomot
- Identificați factorii care contribuie la zgomotul general al instalației
- Validarea măsurilor de reducere a zgomotului
Niveluri tipice de zgomot ale utilajelor
După tipul de echipament
- Motoare electrice: 70-85 dBA
- Pompe centrifuge: 75-90 dBA
- Ventilatoare/Suflante: 80-100 dBA
- Cutii de viteze: 75-95 dBA
- Compresoare: 85-105 dBA
- Motoare diesel: 95-110 dBA
Zgomotul ca indicator de diagnostic
Zgomot în creștere
- Deteriorarea rulmenților (șcrâșnire, scârțâit)
- Uzura angrenajului (crește intensitatea țiuitului)
- Probleme de lubrifiere (zgomot de frecare crescut)
- Slăbiciune (zdrăngănit)
Schimbarea caracterului zgomotului
- Apariția unor noi tonuri
- Schimbări de frecvență
- Zgomote intermitente
- Toate indică probleme în curs de dezvoltare
Standarde de măsurare
- IEC 61672: Specificațiile sonometrelor
- ISO 3744: Determinarea puterii sonore
- ISO 1680: Cod de testare a zgomotului utilajelor
- ANSI S12.19: Măsurători ale zgomotului utilajelor
Nivelul presiunii sonore, deși este în primul rând o metrică pentru sănătate și mediu, oferă informații diagnostice valoroase corelate cu starea mecanică. Măsurătorile acustice completează analiza vibrațiilor, oferind uneori indicații timpurii privind degradarea rulmenților sau a angrenajelor și sunt esențiale pentru evaluarea completă a utilajelor, combinând vibrațiile mecanice cu radiațiile acustice pentru o evaluare completă a stării echipamentelor.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 