প্রকৌশল শব্দবিজ্ঞান/শব্দ শোষণকারী কাঠামো ও উপাদান

\==ভূমিকা==

শব্দ যা আমরা চাই না, তাকে আমরা শব্দদূষণ বলি। অনেক ক্ষেত্রেই শব্দ কমানো গুরুত্বপূর্ণ। অতিরিক্ত শব্দে কান ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে। এছাড়া, শব্দ ঘুম ও কথা বলায় বিঘ্ন ঘটায় এবং অস্বস্তি সৃষ্টি করে। উচ্চমাত্রার শব্দ ও কম্পন অনেক যন্ত্রপাতির কাঠামোগত ক্ষতি করে এবং আয়ু কমায়। উদাহরণস্বরূপ, নিয়ন্ত্রণ ভাল্ভে প্রবাহের অস্থিরতা কম্পন সৃষ্টি করে যা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় প্রতিক্রিয়া বিঘ্নিত করে এবং চরম দোলনের সৃষ্টি করে। শব্দের গুরুত্ব বোঝা যায় সরকার কর্তৃক সমাজে শব্দ উৎপাদন নিয়ন্ত্রণে গৃহীত বিধিনিষেধ দেখে। শিল্প যন্ত্রপাতি, পরিবহন এবং নির্মাণ কাজ প্রধান শব্দদূষণের উৎস।

\==শব্দ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি==

\*সক্রিয় শব্দ নিয়ন্ত্রণ ইলেক্ট্রো-অ্যাকোস্টিক পদ্ধতিতে শব্দ ক্ষেত্র পরিবর্তন ও বাতিল করাকে সক্রিয় শব্দ নিয়ন্ত্রণ বলা হয়। দুটি পদ্ধতি আছে। প্রথমটি হল অ্যাকচুয়েটর ব্যবহার করে বিপরীত ফেজের সংকেত তৈরি করে শব্দ দূর করা। দ্বিতীয়টি হল নমনীয় ও ভাইব্রো-ইলাস্টিক উপাদান ব্যবহার করে শব্দ ক্ষেত্র তৈরি করা যা মূল শব্দের সঙ্গে হস্তক্ষেপ করে সামগ্রিক তীব্রতা কমায়। দ্বিতীয় পদ্ধতিকে সক্রিয় কাঠামোগত শব্দ নিয়ন্ত্রণ (ASAC) বলা হয়।

\*নিষ্ক্রিয় শব্দ নিয়ন্ত্রণ নিষ্ক্রিয় শব্দ নিয়ন্ত্রণ হল এমন পদ্ধতি যা উৎসের কাছাকাছি পরিবেশ পরিবর্তন করে শব্দ দমন করে। এই পদ্ধতিতে বাহ্যিক শক্তির প্রয়োজন হয় না, তাই এটি সস্তা। তবে এটি মধ্য ও উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে কার্যকর। সক্রিয় নিয়ন্ত্রণ নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে ভালো কাজ করে, তাই দুটি পদ্ধতির সমন্বয়ে বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সিতে শব্দ কমানো যায়।

\[\[Image\:Absorbing\_Mechanisms.jpg|center|thumb|400px|

চিত্র ১: শব্দ নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি

]]

\==শব্দ শোষণ==

শব্দ তরঙ্গ যখন কোনো পৃষ্ঠে আঘাত করে, তখন তা প্রতিফলিত, প্রেরিত বা শোষিত হয়। কতটুকু শক্তি প্রতিফলিত, প্রেরিত বা শোষিত হবে, তা পৃষ্ঠের শব্দগত বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। বড় সমতল পৃষ্ঠে প্রতিফলিত শব্দ প্রায় সম্পূর্ণভাবে পুনঃনির্দেশিত হতে পারে বা ছড়িয়ে পড়তে পারে। যখন প্রতিফলিত শব্দ স্থানিক ও কালিকভাবে ছড়িয়ে পড়ে, তখন একে ছড়ানো প্রতিফলন বলা হয় এবং সংশ্লিষ্ট পৃষ্ঠকে ছড়ানোকারী বলা হয়। শোষিত শব্দ হয় প্রেরিত হয় বা অপচয় হয়। পৃষ্ঠ-তরঙ্গ মিথস্ক্রিয়ার একটি সাধারণ চিত্র চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে।

\[\[Image\:Sound\_treatment.jpg|center|thumb|500px|

চিত্র ২: পৃষ্ঠ-শব্দ মিথস্ক্রিয়া- শোষণ (বাম), প্রতিফলন (মাঝে) এবং ছড়ানো (ডানে)

]]

শব্দ শক্তি সান্দ্রতা ও তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় অপচয় হয়। শব্দ শোষক ব্যবহার করে শব্দ শক্তি অপচয় করা হয় এবং প্রতিফলন কমানো হয়। শোষণ সহগ $\alpha$ হল একটি সাধারণ পরিমাণ যা কোনো উপাদানের শব্দ শোষণের পরিমাপ করে এবং এটি আপতিত তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে। এটি সংজ্ঞায়িত হয় কোনো উপাদান দ্বারা শোষিত শক্তি ও তার উপর আপতিত শক্তির অনুপাত হিসেবে।

\=== শব্দ শোষণ সহগ ===

শোষণ সহগ গাণিতিকভাবে নিম্নরূপ:

$\alpha =1-{\frac {I\_R}{I\_I}}$

যেখানে α, $I\_R$, এবং $I\_I$ যথাক্রমে শব্দ শোষণ সহগ, প্রতিফলিত শব্দের একমুখী তীব্রতা এবং আপতিত শব্দের একমুখী তীব্রতা।

উপরের সমীকরণ থেকে দেখা যায় যে উপাদানের শোষণ সহগ ০ থেকে ১ পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়। শব্দ শোষণ সহগ পরিমাপের জন্য কয়েকটি মানক পদ্ধতি আছে। একটি সাধারণ পদ্ধতিতে, দুটি মাইক্রোফোনযুক্ত একটি সমতল তরঙ্গ প্রতিবন্ধকতা নল ব্যবহার করা হয়। পরীক্ষার সেটআপ ও মাত্রা ASTM E1050/ISO 10534-2 অনুযায়ী।(চিত্র ৩) এই পদ্ধতিতে দুটি মাইক্রোফোনের মধ্যে স্থানান্তর ফাংশন, ${\hat {h}}(f)$ নির্ণয় করে শোষণ সহগ পাওয়া যায় নিম্নলিখিত সমীকরণ ব্যবহার করে:

${\hat {h}}={\frac {\hat {p\_1}}{\hat {p\_2}}}$

${\hat {r}}={\frac {{\hat {h}}-e^{-jks}}{e^{jks}+{\hat {h}}}}$

$\alpha =1-|{\hat {r}}|^{2}$

যেখানে, ${\hat {p\_1}},{\hat {p\_2}}$ হল মাইক্রোফোন ১ ও ২ দ্বারা পরিমাপিত জটিল চাপ প্রশস্ততা। k হল তরঙ্গ সংখ্যা, s হল মাইক্রোফোনের ব্যবধান এবং $\alpha$ হল শোষণ সহগ।

মানক পদ্ধতি অনুযায়ী, ফ্রিকোয়েন্সি মাইক্রোফোনের ব্যবধান ও নলের ব্যাসার্ধ দ্বারা সীমাবদ্ধ। এছাড়াও সুপারিশ করা হয় যে $0.05{\frac {c}{s}}<f<0.45{\frac {c}{s}}$ যাতে সমতল তরঙ্গ প্রচার নিশ্চিত হয়।

বাণিজ্যিক শোষক উপাদানের সহগ শব্দ হ্রাস সহগ (NRC) হিসেবে নির্দিষ্ট করা হয় যা 250 Hz, 500 Hz, 1,000 Hz, এবং 2,000 Hz এ শোষণ সহগের গড়। কিছু বিল্ডিংয়ে ব্যবহৃত শব্দ নিরোধক উপাদানের গড় মান টেবিল ১-এ দেওয়া হয়েছে।

তাদের নির্মাণ ও উপাদান কাঠামোর উপর ভিত্তি করে, শব্দ শোষককে অ-ছিদ্রযুক্ত এবং ছিদ্রযুক্ত শোষক হিসেবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।

\[\[Image\:Imp\_tube.jpg|center|thumb|400px|

চিত্র ৩: শব্দ শোষণ সহগ নির্ধারণের জন্য দুই-মাইক্রোফোন পদ্ধতি

]]

| |

- | ------- |

| |

| |

| 0.1-0.2 |

| |

| 0.1-0.2 |

| |

| 0.3-0.4 |

| |

| 0.8-0.9 |

| |

| 0.3 |

| |

| 0.65 |

| | \=== অ-ছিদ্রযুক্ত শোষক (শোষণকারী রেজোনেটর)=== শিল্প ক্ষেত্রে সাধারণত দুটি ধরনের অ-ছিদ্রযুক্ত শোষক ব্যবহৃত হয়। প্যানেল (মেমব্রেন) রেজোনেটর এবং হেলমহোল্টজ রেজোনেটর। প্যানেল শোষক হালকা, পাতলা এবং অ-ছিদ্রযুক্ত শীট বা মেমব্রেন যা নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে শব্দ শোষণ করতে টিউন করা হয়। প্যানেলের দ্রুত আকার পরিবর্তনের প্রতিরোধ শক্তি শব্দ শোষণ করে। প্যানেল শোষক তাদের জ্যামিতি ও কাঠামোগত কম্পন বৈশিষ্ট্য দ্বারা সংজ্ঞায়িত। হেলমহোল্টজ রেজোনেটর বা গহ্বর শোষক হল contentReference[oaicite:0]{index=0}