مواد و ساختارهای جاذب صوت

مبارزه با آلودگی صوتی و ایجاد آرامش یکی از مواردی است که در سالهای اخیر مهندسین برای رفع آن راهکارهای متفاتی ارائه نموده اند. که از جمله برجسته ترین تلاش ها میتوان به تولید عایق های جاذب صدا  اشاره کرد.

وقتی که نویز و امواج آن منتشر می شوند و به سطوح مختلف برخورد می کنند، به سه دسته تقسیم می شوند. بخشی از امواج صوتی جذب سطوح می شوند ، بخشی دیگر در فضا منعکس می شوند و دسته آخر درون سطح انتشار می یابند. پس طراحی و ساخت سطوح آکوستیک جاذب صوت به وسیله عایق صوتی الاستومری ، بهترین راهکار برای کنترل نویز و صداهای آزاردهنده می باشد.  مقاله پیش رو به صورت اجمالی به مواد و ساختارهای جاذب صوت و نویز مورد استفاده در سطوح مختلف می پردازد.

نویز و مشکلات ناشی از آن

می‌توان نویز را صدای نامطلوب نامید. در بسیاری از موارد کاهش سطح نویز از اهمیت بالایی برخوردار است. از دست دادن شنوایی تنها یکی از تأثیرات قرار گرفتن مداوم در معرض مقادیر بالای نویز است. نویز می تواند در سیستم خواب و تکلم دخالت کرده و سبب بروز ناراحتی و مشکلات شنوایی گردد.

علاوه بر این، مقادیر بالای نویز و لرزش می تواند باعث مشکلات ساختاری مانند کاهش عمر بسیاری از تجهیزات صنعتی شود.
برای مثال در شیرهای کنترل، لرزش ایجاد شده بر اثر عدم ثبات جریان هراز چند گاهی به سیستم کنترل منتقل شده و سبب نوسانات شدید می‌شود.
اهمیت موضوع نویز می‌تواند با توجه به ضوابطی که توسط مراجع مربوطه به منظور کاهش سطح نویز تدوین شده است، کاملاً درک شود.

آلاینده های صوتی

عملیات صنعتی، حمل و نقل هوایی و فعالیت های ساختمانی به عنوان تولیدکنندگان اصلی نویز فرض می‌شوند، بنابراین به آنها “آلاینده‌ صوتی” می‌گویند.

مکانیسم کنترل نویز

کنترل فعال نویز

اصلاح و حذف صدا با رویکرد الکترو -آکوستیکال تحت عنوان کنترل فعال نویز نامیده می‌شود.
دو روش برای کنترل فعال وجود دارد.

روش اول : به وسیله استفاده از محرک‌هایی به عنوان منبع آکوستیک تا انتشار سیگنال‌های مزاحم و خارج از فاز را بطور کامل محدود کند.

روش دوم : استفاده از مواد منعطف، مواد ویبروالاستیک و عایق های الاستومریک صوتی به منظور بازتابش و کاهش شدت نویز است. روش اخیر به نام کنترل آکوستیک ساختاری فعال (Active Structural Acoustic Control (ASAC نامیده می‌شود.

کنترل غیر فعال نویز

کنترل غیرفعال نویز به روش‌هایی اطلاق می‌شود که هدف آنها سرکوب صدا از طریق اصلاح، بستن و محصور کردن منبع صداست.
از آنجا که در این روش به نیروی ورودی نیازی نیست، این روش معمولاً ارزانتر از روش فعال است، اما عملکرد این روش محدود به فرکانس‌های متوسط و بالاست. کنترل فعال به خوبی بر روی فرکانس‌های پایین عملکرد دارد از این رو ادغام هر دو روش می‌تواند برای کاهش نویز در ابعاد وسیع مورد استفاده قرار گیرد.

جذب صوت

امواج صوتی پس از برخورد با سطوح یا بازتاب می‌شوند، یا عبور می‌کنند یا جذب می‌شوند. مقادیر انرژی وارد شده به بازتاب، عبور و جذب، بستگی به مشخصات آکوستیک سطح دارد. صدای بازتاب شده ممکن است بطور کامل توسط سطوح صاف و تخت تغییر مسیر دهد یا توسط سطوح نامنظم پراکنده شود.

انرژی صوت توسط عملکرد همزمان مکانیسم‌های ویسکوز و حرارتی از بین می‌رود. جاذب‌هایی برای از بین بردن انرژی صوت و کاهش بازتاب آن وجود دارند. ضریب جذب صوت (α) مقداری است که برای اندازه‌گیری جذب صوت یک ماده مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان عملکرد فرکانسی موج ایجاد شده شناخته می‌شود. این مقدار به عنوان یک تناسب بین انرژی جذب شده توسط ماده نسبت به انرژی تولید شده در یک سطح تعیین می‌شود.

 

منبع : گروه صنعتی لینکران linkran.com