Assos Woodworking Model 1

Η υπόθεση της εργαστηριακής αξιολόγησης ενός ρακ είναι μια ακανθώδης περίπτωση. Αν και έχουμε ήδη δει ότι η διαχείριση των κραδασμών από μια κατασκευή αυτού του είδους είναι μετρήσιμη και παίζει ρόλο και, επίσης, ότι οι κραδασμοί των συσκευών και η επίδρασή τους στην ηλεκτρική τους έξοδο είναι ένα φαινόμενο υπαρκτό (μικρό σε απόλυτες στάθμες, αλλά μετρήσιμο με συμβατικές μεθόδους), ο χώρος εξακολουθεί να αδρανεί σε θέματα μεθοδολογίας μετρήσεων και μιας σειράς τυπικών προδιαγραφών.
Αυτή την φορά αποφασίσαμε να υιοθετήσουμε μια πιο αυστηρή μέθοδο από αυτές που χρησιμοποιήσαμε στα κείμενα των παραπάνω συνδέσμων. Η στρατηγική περιελάμβανε έναν ειδικό μηχανισμό διέγερσης (exciter), το γνωστό επιταχυνσιόμετρο που χρησιμοποιούμε στην μέτρηση των χρωματισμών στα ηχεία (με ευαισθησία 9.5mV/g και εύρος μέτρησης ±150g) καθώς και τεσσάρων διαφορετικών μεθόδων διέγερσης, τρόπου δηλαδή μεταφοράς των κραδασμών στο ρακ. Αυτοί περιελάμβαναν, αρχικώς, σεισμική διέγερση (μην αγχώνεστε: η σεισμική διέγερση είναι -απλώς- διέγερση από στατιστικώς τυχαίο θόρυβο), αρμονική διέγερση (το exciter οδηγείται από ημιτονικά σήματα (σάρωση ή τόνους), διέγερση μέσω σήματος MLS (από την οποία προκύπτουν δεδομένα για μια σειρά από απεικονίσεις, τις οποίες έχουμε συνηθίσει, εδώ και πολλά χρόνια, στα ηχεία και, τέλος, κρουστική διέγερση, η οποία πραγματοποιείται με ένα ειδικό σφυρί, χωρίς ανάκρουση, μια μέθοδος που αποκαλύπτει το προφίλ μιας κατασκευής σε κρουστικούς θορύβους και σε ψηφιακή μορφή χρησιμοποιείται σήμερα σε διαδικασίες προληπτικής συντήρησης μεγάλων μηχανών (preventing maintenance). Οι χμμ... πιο ώριμοι αναγνώστες θα μπορούν, ίσως, να θυμηθούν τους wheeltappers στους τερματικούς σταθμούς των σιδηροδρόμων, που έκαναν αυτή τη δουλειά στους τροχούς των συρμών. Από όλα τα παραπάνω, το μόνο που δεν λειτούργησε όπως θα περιμέναμε ήταν η ανάλυση MLS. Ο λόγος ήταν ότι τα σήματα του επιταχυνσιόμετρου ήταν πολύ χαμηλής στάθμης και ο λόγος σήματος προς θόρυβο, ειδικά στις χαμηλές συχνότητες, όχι ο δέων για να έχουμε σημαντικά αποτελέσματα (θα επανέλθουμε, βεβαίως, σε κάποια άλλη ευκαιρία). Στην ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν οι κλασικοί αναλυτές που έχουμε στο εργαστήριο (dScope III και Clio) αλλά και ένα ειδικό λογισμικό, σχεδιασμένο για αξιολόγηση κραδασμών, το VibInspect της Revibe Energy.
Οι βασικοί στόχοι των μετρήσεων ήταν τρεις: Πρώτον να διαπιστώσουμε αν τα υλικά και η δομή που χρησιμοποιούνται στο Model 1 κρύβουν κάποιους ιδιοσυντονισμούς οι οποίοι, δυνητικώς, προσθέτουν κάποιο χαρακτήρα στο προφίλ απορρόφησης των κραδασμών. Δεύτερον και τρίτον, πως γίνεται η εξασθένηση των κραδασμών σε δύο επίπεδα αναφοράς: Όταν η διέγερση γίνεται “εκτός” του ρακ (δηλαδή πριν τις ακίδες και τις φωλιές τους, με το exciter τοποθετημένο στην επιφάνεια αναφοράς, επάνω στην οποία στέκεται το ρακ) και “εντός” του ρακ, δηλαδή όταν η διέγερση γίνεται μετά τις ακίδες, όπως είναι η περίπτωση μιας συσκευής που παράγει σοβαρό μηχανικό θόρυβο (ένας ενισχυτής με μεγάλο μετασχηματιστή τροφοδοσίας και ένα τρανσπόρτ, είναι καλά παραδείγματα).
Η αρμονική διέγερση του ρακ με σάρωση ημίτονου και το exciter εκτός του ρακ, δείχνει ξεκάθαρα ότι υπάρχει μια σοβαρή δυνατότητα εξασθένησης των κραδασμών. Σε σχέση με το προφίλ της ίδιας της διέγερσης, οι επιταχύνσεις στο ανώτερο ράφι είναι κατά 22dB χαμηλότερες, κόβοντας, μάλιστα τους έντονους συντονισμούς που εντοπίζονται, στο αντίστοιχο διάγραμμα γύρω από 1200Hz και στην περιοχή 3-5kHz. Η προσθήκη της πλίνθου βελτιώνει ακόμη περισσότερο την κατάσταση (κατά σχεδόν 6dB στην περιοχή των 2.5kHz. Αυτά τα ευρήματα, δείχνουν ότι το ρακ, πράγματι, απομονώνει σημαντικά τους κραδασμούς του περιβάλλοντος.
Τι γίνεται, όμως, όταν οι κραδασμοί παράγονται εντός του ρακ; Για την περίπτωση αυτή αναλύσαμε έναν τόνο με συχνότητα 440Hz (που ισοδυναμεί με τον φθόγγο Λα τρίτης οκτάβας). Κατά την μέτρηση αυτή, το exciter βρισκόταν στο κατώτερο ράφι και το επιταχυνσιόμετρο στο ανώτερο. Στο σχετικό διάγραμμα, παρατηρούμε μια εξασθένηση του τόνου κατά 3dB περίπου, από το ένα ράφι στο άλλο, επομένως το Model 1 εξασθενεί κατά ένα ποσοστό τους κραδασμούς που παράγονται από τις ίδιες τις συσκευές που φέρει.

Αρκετά ενδιαφέρουσα είναι η wideband εκδοχή της προηγούμενης μέτρησης σε ένα εύρος 2kHz-10kHz. Εδώ, είναι σαφές ότι το exciter παράγει μια σειρά από υψίσυχνες συνιστώσες οι οποίες “κόβονται” με το μαχαίρι και δεν εμφανίζονται καθόλου στο φάσμα του επιταχυνσιόμετρου. Μιλάμε για σημαντικές εξασθενήσεις που φτάνουν και ξεπερνούν σε κάποιες περιπτώσεις τα 5dB. Μακροσκοπικά, επίσης, το “επάνω” ράφι είναι εμφανώς πιο ήσυχο από το “κάτω”.
Η σεισμική διέγερση του ρακ έγινε με στατιστικώς τυχαίο θόρυβο, με το exciter τοποθετημένο στην ξύλινη επιφάνεια στην οποία το Model 1 είχε τοποθετηθεί κατά τις μετρήσεις. Το επιταχυνσιόμετρο για τις μετρήσεις αυτές τοποθετήθηκε, κατ' αρχήν, πολύ κοντά στο σημείο διέγερσης και στη συνέχεια στην πλίνθο το ανώτερου ραφιού. Επειδή το σήμα είναι στοχαστικό (δηλαδή τυχαίο), η ανάλυση του έγινε με διάγραμμα PSD, (φασματική πυκνότητα ισχύος), μια καμπύλη που δείχνει πώς κατανέμεται η επιτάχυνση ανά συχνότητα. Το διάγραμμα της επιφάνειας αναφοράς περιλαμβάνει μια εμφανή σειρά συνιστωσών, τόσο στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων όσο και ψηλότερα, λίγο πάνω από τα 2kHz. Αυτό είναι το γνωστό προφίλ που έχουμε δει και σε άλλες μετρήσεις και μας επιτρέπει να πούμε ότι είναι το προφίλ της ίδιας της διέγερσης.

Το PSD από το ράφι, εμφανίζει μικρότερη ισχύ επιταχύνσεων χαμηλά, και σχεδόν πλήρη αποκοπή των υψηλότερων συχνοτήτων. Αυτό μπορεί να ερμηνευτεί ως μια πολύ καλή δυνατότητα του ρακ να κόβει τους θορύβους από το περιβάλλον (από τα ηχεία, την κυκλοφορία, άλλες μηχανές).
Σε ό,τι αφορά την κρουστική διέγερση, η πρώτη μέτρηση αφορά την ίδια την επιφάνεια αναφοράς. Εδώ, το επιταχυνσιόμετρο βρίσκεται πολύ κοντά στο σημείο κρούσης, οι επιταχύνσεις φαίνεται να είναι μεγάλες αλλά η απόσβεση πολύ γρήγορη, με ελάχιστη ιδιοταλάντωση.

Η μέτρηση στο επάνω ράφι εμφανίζει σημαντικά μικρότερες επιταχύνσεις και λίγο μεγαλύτερο χρόνο απόσβεσης. Και τα δύο, φαίνεται να είναι λογικά ευρήματα, με δεδομένο ότι μεταξύ διέγερσης και μέτρησης βρίσκεται... ολόκληρο το ρακ, προσθέτοντας μάζα αλλά και ένα, μικρό -έστω- ποσό ελαστικότητας.
Η μέτρηση στην πλίνθο του επάνω ραφιού δείχνει σημαντικά μεγαλύτερη εξασθένηση της επιτάχυνσης με αντίτιμο μια μικρή αύξηση του κωδωνισμού. Η πολύ χαμηλή στάθμη των επιταχύνσεων φαίνεται και από την, συγκριτική, αύξηση του ημιτονοειδούς θορύβου. Αν κάνετε τις πράξεις, θα δείτε ότι είναι θόρυβος στα 50Hz.

Αρκετά ενδιαφέρουσα είναι η συμπεριφορά του ρακ σε εγκάρσιες κρουστικές διεγέρσεις. Στην πρώτη περίπτωση η διέγερση γίνεται συγγραμμικά με τον άξονα της μικρής διάστασης του ραφιού (σαν να χτυπάμε, δηλαδή, το ράφι από μπροστά). Μπορεί, κάποιος, να διακρίνει μια ταλάντωση σε σχετικά υψηλές συχνότητες, με αυξημένες επιταχύνσεις που σβήνει, όμως, σχετικώς γρήγορα.
Η κρουστική διέγερση συγγραμμικά με τον άξονα της μεγάλης διάστασης (πλευρική κρούση), παρουσιάζει μικρότερη επιτάχυνση και ελάχιστα πιο αργή απόσβεση με μια συνιστώσα στην περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων. Και οι δυο μετρήσεις δεν αντανακλούν συνθήκες που ένα ρακ θα αντιμετωπίσει, βεβαίως. Δεν περιμένουμε να κλωτσήσει κάποιος τα ράφια! Ωστόσο δείχνουν ότι έχουμε να κάνουμε με μια κατασκευή που είναι στιβαρή και άκαμπτη και δεν έχει τάσεις να... παραμορφώνεται και να αλλάζει σχήμα όταν εφαρμοστούν εγκάρσιες δυνάμεις.

Για το τέλος, εξετάσαμε την συμπεριφορά του ρακ σε κρουστική διέγερση, όταν αυτή εφαρμόζεται απευθείας στους αποστάτες. Για την πραγματοποίηση αυτής της δοκιμής εφαρμόστηκε κρούση σε έναν από τους κοχλίες στο επάνω μέρος της κατασκευής (εμπρός αριστερά, όπως την κοιτάμε) και μετρήθηκαν οι επιταχύνσεις στα τρία άλλα αντίστοιχα σημεία (εμπρός δεξιά, πίσω δεξιά και πίσω αριστερά).
Η πληροφορία που πήραμε από την δοκιμή αυτή ήταν ενδιαφέρουσα, με την έννοια ότι δεν υπήρχε σημαντική πληροφορία για να αξιολογηθεί. Οι τρεις μετρήσεις είναι σχεδόν όμοιες, τόσο ως προς τον χρόνο απόσβεσης όσο και ως προς το μέγεθος των επιταχύνσεων και το προφίλ της ίδιας της απόσβεσης.

Πώς θα μπορούσε να ερμηνευθεί αυτό; Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι οι ιδιότητες διάδοσης του ρακ είναι σταθερές σε συνάρτηση με την κατεύθυνση, το ίδιο το Model 1 είναι, δηλαδή, ομοιογενές και δεν προσθέτει τίποτα δικό του.