Endüstriyel Gürültü

SES ÖLÇÜ ALETLERİ

Ses ölçümleri için, ses etüt ölçü aletleri, ses seviye ölçerler, oktav bantlı analiz cihazları, dar bantlı analiz cihazları, bant ve grafik seviye kaydediciler, darbe ses seviye ölçerler ve bu aletleri kalibre etmek için gerekli donanımı içeren çok çeşitli aletler bulunmaktadır.

Endüstride karşılaşılan bir çok gürültü problemi için ses seviye ölçer ve oktav bantlı analiz cihazları kapsamlı bilgi vermektedir (Şekil 1-9).

Şekil 1-9 Çeşitli ses seviye ölçerler

Ses seviye ölçerler

Havadaki ses basınç değişimlerini ölçmek için kullanılan temel cihaz ses seviye ölçerdir. Bu cihazda bir mikrofon, kalibre edilmiş zayıflatıcıya sahip bir yükselteç, frekans-tepki ağı seti (ağırlık ağları) ve bir gösterge bulunur (Şekil 1-10).

Şekil 1-10. Yardımcı çıkışlı bir ses seviye ölçerin şeması.

Ses seviye ölçer cihaza takılı bir mikrofondan yayılan elektrik sinyalini ölçen hassas bir elektrik voltmetresidir. Mikrofondan yayılan alternatif elektrik sinyali, bir doğrultmaç tarafından doğru akıma dönüştürüldükten sonra göstergedeki ibreyi saptıracak kadar yükseltilir. Bir zayıflatıcı cihazın toplam yükseltmesini kontrol eder. Yükseltilen sinyalin tepki-frekans özellikleri ağırlık ağları ile kontrol edilir.

Bazı ses seviye ölçerlerin ölçüm aralığı özel bir aksesuar yardımı olmadan 40-140 dBA’ dır (re. 20 N/m²). Özel mikrofonlar daha düşük ya da oldukça yüksek ses seviyelerinin ölçülmesine izin verir. Ses seviye ölçer ile birlikte genellikle, kayıt ve analizle ilgili diğer cihazlara bağlanmak üzere mikrofonun elektrik çıkış sinyalini kaydedebilen bir yükselteç verilir. Ses seviye ölçer temel olarak sahada kullanılacak bir cihaz olarak tasarlanmıştır ve bu itibarla güvenilir, sağlam, bataryadan çalışmada oldukça dengeli ve hafif olmalıdır.

Mikrofon. Mikrofon ses basınç değişimlerine tepki verir ve ses seviye ölçer tarafından işlenen bir elektrik sinyali üretir.

Yükselteç. Bir ses seviye ölçerdeki yükselteç, sessiz bir yerde bir mikrofondan gelen düşük gerilimli sinyali ölçebilmesi için yüksek bir kullanılabilir kazanca sahip olmalıdır. Yükselteç genellikle 20 - 20,000 Hz mertebesinde geniş bir frekans aralığına sahip olmalıdır. Gürültü ölçümlerinde en çok kullanılan aralık 50 – 6,000 Hz’ dir. Yükseltecin doğal elektronik gürültü zemini ve vızıldama seviyesi düşük olmalıdır.

Zayıflatıcılar. Ses seviye ölçerler seviyesi büyük ölçüde değişen sesleri ölçmek için kullanılır. Gösterge üzerindeki ibrenin göreceli sapması ile bu aralığın küçük bir bölümü geçilir. Aralığın kalan bölümü, bilinen sinyal seviye aralıklarını üretmek için yükselteç içine yerleştirilmiş bir elektrik direnç ağı olan ayarlı bir zayıflatıcı ile geçilir. Kullanımı basitleştirmek için çoğunlukla 10 dBA kademelerle ayarlanabilen bir zayıflatıcı kullanılır.

Bazı durumlarda, cihazın sinyal/gürültü oranını iyileştirmek ve dinamik aralığı sınırlamak için zayıflatıcı, yükseltme kademeleri arasında bölümlere ayrılır.

Ağırlık ağları. Ses seviye ölçerin çeşitli frekanslardaki tepkisi elektrikli ağırlık ağları ile kontrol edilebilir. Bu ağlara ait tepki eğrileri Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsünün ANSI S1.41-1971 (R1976) sayılı yayınında verilmiştir. C ağırlığın, 25 – 8,000 Hz frekans aralığındaki üniform bir tepkiye uygulanması amaçlanmıştır. Standartların izin verdiği tolerans dahilinde net tepkinin üniform (düz) olması için, bazı mikrofonların tepkisini kompanze etmek için bazen elektronik devrede değişiklikler yapılır. C ağırlık ağı genelde, ses seviye ölçer daha detaylı bir analiz için yardımcı bir cihaza bir sinyal verdiği zaman kullanılır. (Ağırlık ağları Şekil 1-7’de gösterilmektedir.) A ağırlık ağı OSHA standardına uygunluğu belirlemek için kullanılır.

Gösterge sistemi. Mikrofondan gelen elektrik sinyali yükseltilip zayıflatıcılardan ve ağırlık ağlarından gönderildikten sonra bir gösterge devresini çalıştırmak için kullanılır. Gösterge devresi kendisine uygulanan elektrik sinyali ile orantılı bir değer gösterir. Ses seviye ölçerlerle ilgili ANSI S1.4-1971 (R1976) standardı sinyalin rms değerinin gösterilmesi gerektiğini belirtir. Bu şart ses dalgasının farklı bileşenlerinin enerji esasına göre toplanması anlamına gelmektedir. Ses ölçülürken rms değeri faydalı bir genel enerji sığası göstergesidir.

Bir ses seviye ölçer kadranı üzerindeki ibre ses basıncındaki hızlı değişimleri takip edemediği için gösterge devresinin doğrultulmuş çıkışının çalışma ortalaması gösterilir. ortalama süre (ya da tepki hızı) gösterge balistiği ya da tepki devreleri (bir anahtarla seçilen) ile belirlenir.

Oktav bantlı analiz cihazı

Bir çok endüstriyel gürültü problemi için, gürültü enerjisinin frekans spektrumunun neresinde olduğunu belirlemek için bir çeşit analiz cihazının kullanılması gerekir. Bu özellikle gürültü problemlerinin mühendislik seviyesinde kontrolü planlanıyorsa geçerlidir, çünkü endüstriyel gürültü, çeşitli frekanslardaki çeşitli ses şiddetlerinden oluşur (Şekil 1-11).

Şekil 1-11. Bir gürültü kaynağının oktav bantlı analizinden elde edilen ve gürültü kaynağı devrede değilken toplam gürültü ve fon gürültüsü seviyelerini gösteren veriler.

Mevcut olduğu zaman saf ses bileşenlerinin tespiti, gürültü kaynağının bulunması ve susturulmasında oldukça faydalı bir teşhis aracıdır.

Bazı gürültü kaynakları iyi tanımlanmış bir enerji sığasına sahiptir. Örneğin, bir fan ya da körük tarafından üretilen vızıltı genellikle, fanın kanat sayısının fan hızı (saniyedeki dönüş sayısı) ile çarpımına eşit olan kanat geçiş frekansında toplanır. Elektrik akım trafoları genellikle 60 Hz’in katları olan frekanslarda vızıldar. Pozitif yer değiştirmeli pompalar doğrudan pompanın giriş ya da çıkışındaki basınç darbelerine bağlı ses basınç dağılımına sahiptir.

Buhar tahliyesinden ya da hava basıncı tahliye vanalarından ortaya çıkan gürültü sistem içindeki basınca ve atmosfere tahliyenin önündeki engelin çapına bağlı bir frekans pikine sahiptir. Herhangi bir tek oktav bandındaki pik enerji sığası belli bir gürültü kaynağının hakim frekansı ile ilgili bilgi verebilir.

Üçüncü oktav ve onuncu oktav bantlarda ölçüm yapmak için kullanılabilen ses analiz cihazları da mevcuttur. Analiz bandı daraldıkça veriler daha net olarak tanımlanır.

Bir odada gürültülü bir makine kullanılacaksa, makinenin ürettiği ses güç seviyelerinin tahmin edilebilmesi için, odanın akustik karakteristikleri ve makinenin frekansın bir fonksiyonu olarak yayılan ses güç seviyeleri bilinmelidir.