Dne 13. 11. 2014 smo na fakulteti FERI Maribor v okviru izbirnega predmeta Akustika organizirali strokovno ekskurzijo v podjetje Gorenje v Velenju. Ekskurzija je bila osredotočena na laboratorij za akustiko, ki ga vodi doc. dr. Nikola Holeček. Strokovne ekskurzije se je udeležilo 32 študentov 3. letnika VS (študijskih smeri avtomatika elektronika in energetika) in 6 študentov 1. letnika druge Bolonjske stopnje smeri elektronika. V Gorenju nas je sprejel in predaval doc. dr. Nikola Holeček.
Predstavitev akustičnega laboratorija v Gorenju
Doc. dr. Nikola Holeček nas je po prihodu peljal v Laboratorij za akustične meritve. Najprej je predstavil pomen vrednotenja hrupa in njegov negativni vpliv na počutje in zdravje ljudi. Hrup je prisoten tudi v naših domovih kot posledica rabe najrazličnejših naprav v gospodinjstvu. Proizvajalci teh naprav pa se seveda trudijo, da bi bili njihovi proizvodi manj hrupni in tako manj moteči v vsakdanjem življenju. Zato se hrup gospodinjskih aparatov naprav nenehno spremlja, merilni rezultati pa pomagajo pri načrtovanju izdelka (oblika izdelka, zahteva po dodatnem dušenju ipd.). Merilni rezultati hrupnosti gospodinjskih naprav se po veljavnih standardih (IEC 60704-2-4) vrednotijo in v poenostavljeni obliki na energijski nalepki predstavijo kupcem na vsaki novi napravi.
Ta podatek je namenjen pomoč potrošniku pri odločanju ob nakupu določenega gospodinjskega aparata. Da je sprotno spremljanje merilnih standardov tudi zelo pomembno, saj je možno, da s spremembo standardov merilne rezultate predstavimo v popolnoma drugačni luči. Za pravilno izvedbo meritev hrupa je pomembno, da le te pravilno in s skladom s standardi izmerimo, osnovni pogoj za izvedbo meritev pa je od zunanjega hrupa izolirano merilno okolje.
V Gorenju so za namene meritev pod vodstvom doc. dr. Nikole Holečka zgradili pol gluho komoro (»Semi-anechoic acoustic chamber«). Takšna komora ima trda tla, na katera se lahko postavi merjene gospodinjske naprave večje teže. Predstavljena komora v Gorenju ima volumen 220m3, spodnja mejna frekvenca komore »low-frequency cut-off« znaša 100 Hz. Komora je protihrupno dobro izolirana od zunanjega vpliva hrupa iz okolice (komora je sredi industrijskega okolja), odstopanja od idealnih pogojev so minimalna. Kritično področje je okoli le okoli vhoda v samo komoro. Dr. Holeček nam je predstavil tudi nekatere druge vrste merilnih komor (odmevna soba, gluha soba) in omenil tudi menda najtišje mesto na svetu, guha komora v Orfield laboratoriju v Minneapolisu (Združene države Amerike). Čeprav je tudi v gluhi komori Gorenja zaznati tesnobo, je bil zanimiv podatek, da je v tej komori človek sposoben zdržati le nekaj minut.
V laboratoriju se izvajajo meritve hrupa gospodinjskih in drugih aparatov in njihovih sestavnih delov lastne proizvodnje, lahko pa bi se izvedle tudi meritve mikrofonov, zvočnikov, ter druge meritve (audiološke, fonetične in biološke meritve).
Dimenzioniranje in konstrukcija gluhe komore
Dr. Holeček je razložil tudi pogoje, da komora zadosti merilnim pogojem, ki morajo biti izvedene po predpisanih standardih. Ti so določeni z:
– velikostjo in vrsto izvora zvoka ter z zahtevanimi meritvenimi razdaljami,
– spodnjo mejno frekvenco,
– globino absorpcijskih klinov, in
– debelino zidu.
Za sferične meritve nivoja zvoka okoli izvora je priporočljivo, da je radij hipotetične
merilne sfere vsaj dvakratnik dimenzije izvora. Razdalja merilni mikrofona od obloge naj bo vsaj četrtina valovne dolžine spodnje merjene frekvenčne meje. Za pol-gluho sobo velja, da se dimenzija tal (odbojna ravnina) poveča vsaj za eno valovno dolžino glede na najnižjo frekvenco glede na najbolj oddaljeno meritveno mesto.
Če je izvor zvoka simetričen ga lahko postavimo tudi kot in opravimo meritve
samo na eni strani, načeloma je merjenec nameščen v sredino komore. To dejstvo lahko zmanjša velikost komore. Zvočno moč izvorov določimo po standardu ISO 3745, ki zahteva 200-krat večjo prostornino, kot je sam merjen zvočni vir.
V Gorenju so projektirali pol gluho komoro zunanjih dimenzij 9,40 m x 8,70 m x 5,60 m.
Komora je samostojna in je postavljena na neodvisnih temeljih iz armiranega betona
(teža 300 ton). Tla so iz zglajene armirane betonske plošče debeline 20 cm na 6 cm plasti stiropora. Za absorpcijo se uporabljajo obloge iz poroznih materialov (Ipren) v obliki klinov. Obliko in dimenzijo so določili na osnovi meritev, ki so jih opravili na Fakulteti za
elektrotehniko v Ljubljani.
Na podlagi primerjalnih meritev so določili obliko in dolžino klina, katera je dala
najboljšo vrednost za koeficient absorpcije. Koeficient absorpcije zanaša 0,99. Da je neodvisen od vpadnega kota zvočnega valovanja, so klini nameščeni z zasukom za 90˚. Dolžina posameznega klina je 80 cm, volumen komore pa je 220 m3.
Osnovni hrup komore med delavnim časom znaša 13,4 dBA. Spodnja frekvenčna
karakteristika prikazuje izolacijo komore na najbolj šibki točki, to so vrata komore.
Rezultati meritev, ki so jih izvedli v laboratoriju so pokazali, da komora izpolnjuje zahteve za meritve nad spodnjo mejno frekvenco 100Hz.
Merilna oprema in izvedba meritve
Merilna oprema, ki jo uporabljajo v komori je od Danskega proizvajalca Bruel&Kjaer. Uporabljajo se programska oprema Pulse vrste 7771&7799, 20 sferično nameščenih mikrofonov Bruel&Kjaer tip 4189 A21 je priključenih na 20 kanalni vhodni modul. Merilna oprema (razen mikrofonov) je nameščena izven same komore, kjer je tudi mesto za nadzornega tehnika. Razen hrupa se meri še zračni tlak, temperatura komore in relativna vlažnost. Pomembno je, da je vsa merilna oprema na obdobje 2 leti preizkušena in umerjena v zato določenih referenčnih laboratorijih. Dr. Holeček je omenil, da so tik pred namestitvijo nove merilne opreme, ki bo prav tako od proizvajalca Bruel&Kjaer.
Po predstavitvi komore in osnovni razlagi o merilnih tehnikah hrupa smo si pogledali še praktično izvedbo meritve. V trenutku našega obiska je bil v komori nameščen pralni stroj Gorenje. Ker je samo trajanje meritve enako dolžini pralnega ciklusa kot v praksi, smo meritev spremljali le v njenem začetni delu, rezultate celotno meritve pa nam je doc. dr. Nikola Holeček posredoval preko elektronske pošte. Te smo v času predavanj naknadno predstavili tudi študentom glede rezultatov pa izvedli kratko diskusijo.
Študenti so z zanimanjem spremljali kratko predavanje in postopek meritev v gluhi komori. Postavili so tudi vrsto vprašanj, kot npr., ali obstajajo podobne merilne komore še kje v Sloveniji, ali Gorenje izvaja meritve tudi za zunanje uporabnike teh storitev. Zanimalo jih je tudi ali v Gorenju spremljajo konkurenco in kako je glede spremljanja merilnih standardov. Mnenje študentov glede izvedene ekskurzije je pozitivno. Čeprav so veliko na ekskurziji videnega slišali že med predavanji pri predmetu Akustike so prepričani, da bodo po videnem sedaj že pozornejši glede oznak na aparatih na policah trgovin, rezultatom pa bodo prav gotovo pripisali še večji pomen kot so ga do sedaj. Doc. dr. Nikoli Holečku se v imenu študentov zahvaljujem za prijazen sprejem, organizacijo in odlično izvedena predavanja.