محاسبات سطح فشار صدای ژنراتور
محاسبات سطح فشار صدای ژنراتور
مقدمه
سطح سروصدای مجموعه ژنراتور میتواند _بسته به مشتری، کاربرد و الزامات قانونی_ عامل تاثیرگذاری در تصمیمات خرید باشد.
به منظور ارایه ی دقیق سطح فشار صدای مجموعه ژنراتور، کارخانه ی سازنده سطوح صدا را
در فواصل ثابتی در اطراف محیط مجموعه ژنراتور ثبت کرده و میانگین آن را حساب میکند.
هر چند، مهم است که کارخانه های سازنده میانگین لگاریتمی اندازه گیریهای محیطی را محاسبه کنند،
نه میانگین حسابی آن را، که در این صورت میانگین نادرست بوده و میتواند موجب شود
که مجموعه ژنراتور در تیوری صدای کمتری را نسبت به آنچه در واقعیت رخ میدهد، نشان دهد.
محاسبه ی میانگین لگاریتمی
گوش انسان صداها را به صورت لرزش پرده ی گوش که ناشی از تغییرات افزایشی در فشار هوا در گوش است، دریافت میکند.
تغییر در فشار نسبت به فشار اتمسفر، فشار صدا نام دارد که با واحد پاسکال (Pa) اندازه گیری میشود.
فرکانس (بسامد) صدا، تعداد تغییرات فشار در ثانیه است که به هرتز (Hz) سنجیده میشود
و بازه ی فرکانسی نرمال قابل شنیدن بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز است.
با توجه به اینکه گوش انسان میتواند بازه ی بسیار گستردهای از فشار صدا را دریافت کند،
بیان صدا با واحدهای معول فشار مانند پاسکال میتواند به گونه ای نامناسب باشد.
دلیل آن این است که صداهایی که یک انسان میتواند بشوند،
از ۲۰ μPa که به سختی شنیده میشود،
تا ۲۰۰۰۰۰۰ μPa برای صدای بلند شدن یک موشک متغیر است.
از این رو سطوح فشار صدا به صورت لگاریتمی با واحدی به نام دسیبل (dB) توصیف میشود.
برای این منظور، بازه ی بزرگ فشارهای عادی صدا به مقیاسی کوچکتر و عملی تر فشرده میشود
که بسیار نزدیک به قابلیت گوش انسان برای قضاوت بلندی نسبی صداها است.
شایان ذکر است که مقادیر دسیبل، مقادیر مطلق نیستند،
بلکه اندازهای نسبی یا یک نسبت هستند. سطح فشار صدا (Lp) را میتوان با استفاده از معادله ی زیر محاسبه کرد
که در آن Pref = 2 × ۱۰-۵
گوش انسان بیشترین حساسیت را در فرکانسهای ۵۰۰-۶۰۰۰ Hz دارد
و کمترین حساسیت را در دو انتهای بازه ی قابل شنیدن دارد،
بنابراین، سنجیدن مناسب اندازه گیری صدا برای مقاصد مقایسه معنادارتر میباشد.
سنجش A استاندارد کاربرد گستردهای برای اینکار داشته
و مقادیر صداهایی که با A سنجیده میشوند، با dBA نشان داده میشوند.
سازندگان مجموعه ژنراتور، سطوح فشار صدا را در فاصله های منظمی
از مجموعه ژنراتور اندازه گیری و گزارش میکنند. بطور مکرر،
سطوح فشار صدا در فاصلهی هفت متری از مجموعه ژنراتور گزارش شده است.
بطور مینیمم، از چهار موقعیت (جلو، عقب، چپ و راست) برای اندازه گیری فشار صدا
و بدست آوردن محاسبه ی یک مقدار میانگینِ نماینده، استفاده میشود.
گرفتن میانگین حسابی سطوح فشار صدا در اطراف مجموعه ژنراتور میتواند معقول باشد،
اما از نظر ریاضی این کار اشتباه است،
زیرا همان طور که در بالا اشاره شد، سطوح فشار صدا معمولا با مقادیر لگاریتمی بیان میشوند.
معادلات مربوطه برای محاسبه ی میانگین سطح فشار صدا، LP، از مجموعهای از n سطح فشار صدا، به صورت زیر است:
علاوه بر این که میانگین حسابی فشار صدا از نظر ریاضی اشتباه است،
در صورتی که میانگین لگاریتمی به درستی با روابط بالا محاسبه شود،
میانگین حسابی بطور کلی سطح فشار صدای کمتری را نسبت به میانگین لگاریتمی ارایه میدهد.
این در مواردی که تغییرات نسبتا زیادی در اندازه گیری ها رخ میدهد بیشتر مشهود میباشد
که اغلب میتوان در مقایسه با اندازه گیریهای جلو و عقب مشاهده کرد.
استفادهی اشتباه از میانگین حسابی بجای میانگین لگاریتمی در طراحی تاسیسات مجموعه ژنراتور،
میتواند موجب ایجاد مسایل و تاوان هایی برای اپراتور مجموعه ژنراتور شود.
تذکر:
-
همه ی موقعیت ها با فاصله ۲۳ فوتی (۷ متری) از اضلاع جانبی مجموعه ژنراتور هستند.
-
ژنراتور با بار کامل کار میکند.
-
این آزمون روی سطح آسفالت با قطر ۱۰۰ فوتی انجام شده است.
همان طور که نشان داده شده است، اندازه گیری ها از چهار موقعیت (جلو، عقب، چپ و راست) گرفته شده و میانگین لگاریتمی در ۹۳٫۰ dBA در هفت متری محاسبه شده است.
اگر همین مقادیر با استفاده از میانگین حسابی محاسبه شوند،
نتیجهی آن سطح فشار صدای ۹۰٫۵ dBA در هفت متری خواهد بود.
این به وضوح کمتر از میانگین لگاریتمی بوده و سطح فشار صدای واقعی که در محل شنیده میشود، نخواهد بود.
نتیجه گیری
به منظور فهم کامل سطح فشار صدای کل به dBA از یک مجموعه ژنراتور،
نقاطی از همه ی اضلاع باید اندازه گیری شوند،
نه فقط یک نقطه داده.
همچنین، سطوح فشار صدای کل باید به درستی با استفاده از میانگین لگاریتمی،
و نه میانگین حسابی، محاسبه شود،
چرا که میانگین حسابی میتواند منجر به گزارش اشتباه سطح فشاری کمتر شود.
بنابراین، مهم است که مشتریان فشار صدای لگاریتمی را به هنگام فاصله گرفتن از مجموعه ژنراتور جدید،
بدانند تا از مسایل و مشکلات مربوط به سطح بالای سروصدا دوری کنند.