تاریخچه

از زمان‌های باستان تا قرن هجدهم میلادی تنها نام چندتن فیلسوف و نظری‌دان موسیقی را می‌توان یافت که به مطالعه آکوستيک پرداخته باشند. آکوستيک موسیقی تنها موضوع فیزیکی مورد بحث آنان بوده است که در آن قانون کمی را کشف کرده‌اند: فیثاغورث با مقایسه ارتفاع صداهای موسیقی با طول‌های مولد آن‌ها در تار مرتعش، نخستین بار ارقام را در فيزيک وارد ساخته است. فارابی و ابن سینا ایجاد و خواص ارتعاش‌های صوتی را کامل‌تر از پیشینیان خود تشریح کرده‌اند. از طرف دیگر آکوستيک ساختمانی از قرن‌ها پیش از میلاد عملا مورد توجه بوده است. در ساختمان تئاترهای قدیم یونانی و رومی برخی از مسائل مربوط به آکوستيک ساختمانی مراعات وحل شده است. در بناهای تاریخی ایران مانند کاخ عالی قاپو و مسجد امام اصفهان عواملی از آکوستيک نمودار است که در خور مطالعه و تحقیق می‌باشد.

در دوره تجدد با عقاید گالیله و بیکن درباره روش تحقیقات علمی و اصل تطبیق مشاهدات با یکدیگر و بدست آوردن نتیجه و قانون مشترک از آن مشاهدات، علم جدید پی‌ریزی می‌شود و علوم طبیعی از رکود چند هزار ساله خارج گشته و با سرعت روز افزون پیشروی می‌کند.
در آغاز قرن هفدهم مرسن با اندازه‌گیری ارتفاع صداهای گام، بين آکوستيک و هنر موسیقی پلی برقرار می‌سازد. آزمایش‌های اتوگريک بوسیله ماشين تخلیه هوا نشان می‌دهد که صوت در تهی منتشر نمی‌شود. در اواخر قرن هفدهم سور وجود گره و شکم را در موج‌های صوتی کشف می‌کند و در همین اوان نیوتن نخستین تشریح ریاضی انتشار صوت را بر پایه خواص ارتجاعی محیط‌ها اعلام می‌دارد.
در قرن هجدهم دالامبر و دانیل برنولی مسائل تارهای مرتعش را تشریح می‌کنند و فرمول ریاضی مهم آنها را به نام معادلهٔ تارهای مرتعش هم در فيزيک و هم در ریاضی کشف می کنند.در قرن نوزدهم دانشمندانی مانند دولن، ورتایم، رینول، کلادن و ستورم روشهای گوناگون سرعت صوت را در محیطهای مختلف اندازه گیری می‌کنند. هلمهولتس و کونیگ بوسیله رزوناتورهای خود زنگ صدا را تجزیه می‌کنند و راه را برای تجزیه و ترکیب صداها باز می‌سازند.
کشف قوانین ارتعاش‌های صوتی راه را برای مطالعه پدیده‌های دیگر ارتعاش هموار ساخته است. در قرن هفدهم و هجدهم هنگامی که چگونگی انتشار موج‌های صوتی بوسیله تأثیر نقطه به نقطه و مشخصات اصلی صوت مانند فرکانس و طول موج کشف گردید دامنه تحقیق با روش‌های مشابهی به بحث در چگونگی انتشار نور کشانده شد و نظریه موجی بوسیله هویگنس پی‌ریزی گردید. در فرضیه‌های فرنل تشابه کاملی بین روش‌های صوتی و نوری پدیدار است و اتر که در فرضیه فرنل حامل موجهای نوری است دارای خواص ارتجاعی متشابه با اجسام یکنواخت گرفته شده است.
هنگامی که ماکسول نظریه های الکترومانيتيک نور را به میان آورد فرضیه اتری کنار گذاشته شد ولی خواص موجی آن و تاثیر نقطه به نقطه در آن باقی ماند. اشتراک معادله های انتشار صوت و نور که دو پدیده متمایزند بوسیله نظریه‌های مشترکی در بیان آثار مشابه آن دو، مانند تداخل و پراش مسلم گردید.
در اواخر قرن نوزدهم وسایل ضبط صوت به وسیله ادیسن و وسایل انتقال الکتریکی صوت به وسیله بل کشف می‌شود و موارد استعمال فنی و صنعتی آن توسعه می‌یابد.
قرن بیستم دوره تکامل و ترقی در علوم و صنایع است و دامنه مطالعات علمی درباره ارتعاش آکوستیکی از حدود فروصوتی تا فرکانس ۲۰ هرتز و صداهای قابل احساس از ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز به ارتعاش‌های سریعتر کشانده می‌شود و در دوره فراصوتی از ۲۰۰۰۰ تا ۱۰ میلیون هرتز و بالاتر از آن موجهای مافوق صدا تا حدود فرکانس ۱۰ تراهرتز که سبب تحریک‌های گرمایی در جامدات و آبگون‌ها می‌شود و موارد استفاده صنعتی متعدد آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. از نظر کاربردهای صنعتی در اثر توسعه الکتروآکوستيک تحولات فوق العاده‌ای در روش‌های اندازه گیری رخ می‌دهد. سباین قوانین و شرایط مطبوع بودن صدا را در اتاق‌ها کشف می‌کند و آکوستيک ساختمانی را پی‌ریزی می‌نماید. تحولات شگرف در فيزيک الکترونی سبب پیشرفت روز افزون وسایل آکوستيک صنعتی و تکامل دستگاه‌های ثبت و ضبط می‌گردد.

اهمیت اندازه گیری آکوستیک و ارتعاشات

بدون تردید صدا و ارتعاش از معضلات اساسی دنیای صنعتی بوده و خیل عظیمی از افراد چه در محیط کار خود یا در محل زندگی از آزار ناشی از آن‌ها در مخاطره اند. زندگی ماشینی سبب شده است که انسان در محیطی پر استرس با منابع صدا و ارتعاش همزیستی توأم با ناراحتی را تحمل نماید. از یک سو، تعداد کثیری از شاغلین به واسطه حرفه خود مجبور به مواجهه با این دو عامل فیزیکی، و از سوی دیگر از دید صنعتی وجود صدا و ارتعاش نشانگر عملکرد نامطلوب دستگاه‌ها و یا استهلاک آنها می‌باشد. دستگاه‌های معیوب یا ناقص بخش مهمی از انرژی را از طریق صدا و ارتعاش به هدر می‌دهند، لذا چه از نظر اقتصادی و چه از نظر بهداشتی لازم است که این دو عامل در مرحله اول اندازه گیری و در صورت نیاز مورد کنترل قرار گیرند.

اهمیت اندازه گیری ارتعاشات در عیب یابی ماشین آلات

قدیمی‌ترین و ساده‌ترین روش تعمیر و نگهداری که مورد استفاده قرار می‌گرفت، روش تعمیر و نگهداری بر اساس از کار افتادگی نامیده می‌شود. در این شیوه، ماشین تا مرحله از کار افتادگی کامل، کار می‌کند و تا زمانی که از کار افتادگی در ماشین رخ نداده باشد، هیچ فعالیت تعمیر و نگهداری بر روی آن صورت نمی‌گیرد. چنین شیوه‌ای هزینه‌های زیادی را بر کارخانه تحمیل می‌کند. چون در اثر توقف‌های زمانبندی نشده خطوط تولید و آسیب‌های شدیدی که به ماشین آلات وارد می‌شود تولید محصول به شدت کاهش می‌یابد و کیفیت محصول نیز تحت تاثیر واقع می‌شود.
 به منظور جلوگیری از موارد یاد شده بکارگیری تکنیک‌های پیشرفته تعمیر و نگهداری امری اجتناب ناپذیر می‌باشد. همچنان که تجارب کارخانجات پیشرفته و معتبر جهان نشان داده است، دست‌یابی به چنین هدفی، بدون فراهم آوردن تکنولوژی‌های مناسب و پیشرفته اندازه گیری وضعیت ماشین آلات امکان پذیر نیست.
در طول چند دهه گذشته، پیشرفت‌های زیادی در زمینه تکنولوژی و عملکرد سیستم‌هایی که در اندازه گیری وضعیت تجهیزات بکار می‌رود صورت گرفته است. از ابزارهای اندازه گیری مکانیکی که برای گرفتن یک شکل موج دینامیکی ساده و با فرکانس پایین بکار می‌روند، تا دستگاه‌های اندازه گیری دیجیتالی و پیشرفته امروزی، آنالیزهای دقیق جریان و ذرات شیمیایی، آنالیز جریان موتورهای الکتریکی و مدارات، روش‌های آلتراسونیک و گرمانگاری ، همه تغییرات زیادی یافته اند. عمده این پیشرفت‌ها در دهه های اخیر صورت گرفته است. در حقیقت، پیشرفت‌ها در زمینه پردازش سیگنال و الکترونیک باعث شده که در تکنولوژی عیب یابی، پیشرفت‌های بزرگی صورت گیرد به گونه ای که دستگاه‌های اندازه گیری قابل حمل امروزی، دارای توانایی‌ها و کارآیی‌های بیشتر از تجهیزات اندازه گیری آزمایشگاهی بسیار بزرگ و حجیم در گذشته می‌باشند.
ارتعاشات در ماشین آلات، مثل ضربان قلب در بدن انسان، بیانگر شرایط کارکرد ماشین و قطعات داخلی آن می‌باشد. با توجه به این که ایجاد هر گونه عیب در ماشین آلات دوار، تاثیر مشخصی بر ارتعاشات ماشین دارد، این مشخصه می‌تواند سریع‌ترین ابزار برای تشخیص وجود و رشد عیب باشد. در میان روش‌های پایش وضعیت ماشین آلات روش ارتعاشی قدرتمندترین روش برای این منظور است. کارآیی بالای این روش را می‌توان مرهون پیشرفتهای شگرف در زمینه سخت افزارها و نرم افزارهای پردازش سیگنال دانست. امروزه با استفاده از تکنیک‌های ارتعاشی بیشتر عیوب در اولین مراحل رشدشان قابل شناسایی و ردیابی هستند و بدین طریق می‌توان از به وجود آمدن خرابی‌های کلی، جلوگیری نمود.(عیب‌یابی گیربکس با استفاده از ارتعاش پیچشی)

امکانات قابل ارائه

در این آزمایشگاه اندازه گیری‌های آکوستیکی و ارتعاشی توسط صداسنج‌ (BSWA 308) و ارتعاش سنج (VM-18) و یا در صورت نیاز با استفاده از میکروفون‌ها (MPA231، MPA416) و سنسورهای شتاب (AP2037-100، AP2037-10، AC102-1A) به همراه آنالایزر ( SIRIUS ،USB-4431، Vibro Rack 1000) صورت می‌گیرد. آنالیز و تحلیل داده‌ها در حوزه زمان و فرکانس انجام شده و قابل ارائه می‌باشد.