Akustika in vibracije

Akustika

Dandanes živimo v vse bolj hrupnem okolju. Obdani smo z prometnimi cestami, železnicami, ponekod celo z letališči. Tudi nekatera delovna okolja so bolj ali manj hrupna, zlasti v težki industriji. Motečemu hrupu smo občasno izpostavljeni tudi doma, tako zaradi sosedov, kot tudi zaradi različnih športnih in kulturnih dogodkov v soseskah ali zaradi bližine težke industrije in prometne infrastrukture. Vsakodnevna izpostavljenost prekomernemu hrupu poškoduje naš sluh, zato se število okvar sluha povečuje.

Moteč hrup je potrebno pravilno izmeriti, zato je bilo razvitih več različnih instrumentov za merjenje akustičnih količin. Osnovni instrument je merilnik zvočnega tlaka, ki običajno meri nivo zvočnega tlaka v širokem ali ozkem frekvenčnem območju. Ključni element merilnika zvočnega tlaka je merilni mikrofon, ki pretvori zvočni signal v električni signal z določeno občutljivostjo mikrofona. Merjenje akustičnih parametrov je na splošno zelo odvisno od pogojev okolja (tj. temperature ambienta, zračni tlak in relativna vlažnost), zato bi merilniki zvočnega tlaka na splošno prikazali različne odčitke pri vsakodnevnih spreminjajočih razmerah v primerjavi z odčitkom, izmerjenim pod referenčnimi laboratorijskimi pogoji. Zato je potrebno merilnik zvočnega tlaka pred uporabo kalibrirati v danih pogojih okolja z ustreznim zvočnim kalibratorjem, ki ustvarja konstanten zvočni tlak v veliko širšem razponu okoliških pogojev. Merilniki zvočnega tlaka merijo samo zvočni tlak v določenem trenutku oz. v kratkem intervalu in ne oddajajo kumulativnega hrupa, oz. zvočne doze, ki jih oseba prejme v daljšem časovnem obdobju (tj. nekaj minut, ur). Ta veličina se meri z akustičnim dozimetrom.

Vibracije

O akustiki govorimo, ko imamo opravka z nihanji zračnega tlaka, tj. z nihanjem zračnih delcev. Na podoben način govorimo o vibracijah, ko imamo opravka z nihanjem trdnih površin. Vsak vrtljiv ali premikajoč predmet vzbudi določene vibracije. Vibracije so lahko občasne, najpogosteje zaradi površinskih nihanj ali kot vrtenje različnih motorjev. Vibracije merimo z merilniki vibracij, ki običajno temeljijo na merilnikih pospeška. Zanesljivo in natančno merjenje periodičnih vibracij je pomembno, saj lahko sprememba vibracij kaže na poškodbe stroja ali motorja, zato lahko upravljavec ustavi delovanje, še preden bi lahko prišlo do dragih in nevarnih mehanskih poškodb. Periodične vibracije so običajno sinusne oblike, so dolgotrajne in imajo na splošno relativno nizko amplitudo pospeškov (tj. vibracije imajo majhne hitrosti in majhne odmike). Poleg periodičnih vibracij poznamo tudi prehodne vibracijske pojave (udarne vibracije), ki se pojavijo, ko pride do nenadnih sprememb pospeška, hitrosti ali premika (na primer prometna nesreča, predmet, ki pade na tla itd.). Pravilno merjenje takšnih prehodov je v sodobnem svetu potrebno predvsem zaradi vse večjega števila preskušanj izdelkov v skladu z različnimi standardi.