振動量之規格(三分之ㄧ倍頻)

在工程應用上，某些物理量（如振動）的頻率分佈相當寬廣，為便於訊 號分析結果之解讀，工程師便將此一寬廣的頻率尺度轉換成若干個易於使 用的頻帶(bands)，例如八度音程頻帶(octave bands)及1/3八度音程頻帶 (one-third octave bands)等。八度音程之名稱源自樂理，例如低音Do之 頻率為261.63Hz，而高八度Do之頻率則為523.25Hz，即每隔八個音程(即 八度)，其振動頻率正好相差一倍，故以此命名。

振動量之規格依其內涵之不同，可分為時域振動規格 (time-domain vibration specification) 、 頻 域 振 動 規 格 (frequency-domain vibration specification) 與 設 備 動 態 反 應 目 標 (facility dynamic response target)，且一般均包括水平向及垂直向之規格。由於製程設備 對於水平向之微振動更為敏感，水平向之振動規格通常較垂直向嚴格。本 節僅介紹頻域振動規格，設備動態反應目標將於第四章介紹。

2.3.1 頻域振動規格【13、14】

頻域振動規格是針對樓板振動之頻譜能量進行評估，頻寬基礎大多採 用1/3 八度音程頻寬，計算各中心頻率之均方根振幅、峰值振幅、或波峰 至波谷振幅等。1991 年Gordon【16】等人根據其多年的振動測試經驗，

參考ISO 有關人類對工作環境之振動敏感評估指南，並綜合其他設備廠商 較 為 可 靠 的 測 試 結 果 發 現 — (1) 設 備 之 運 作 表 現 主 要 是 受 到 寬 頻 (broadband) 擾動能量的影響，而非特定之週期性振動源；(2) 雖然不同 的儀器設備內部元件的共振頻率不同，對於擾動的敏感程度也不一致，然 而無論由設備之位移或加速度均方根反應譜所反推得到的速度反應譜，均 顯示在有效量測的振動頻寬範圍 (frequency range) 內，存在一固定的 速度底線，如圖2.3所示；(3) 振動敏感設備的基本共振頻率一般均高於 8Hz， 故4至8Hz 頻區之振動標準可再放寬，因而訂出現行之BBN 振動規 格，如圖2.4所示。此一規格與結構耐震設計所習用之加速度頻譜或位移 頻譜完全不同。

BBN 振 動 標 準 為 一 均 方 根 速 度 頻 譜 (root-mean-square velocity spectrum) ， 頻 域 分 析 採 用 1/3 八 度 倍 頻 寬 (one-third octave band frequency)，振動量的表示則採無因次之分貝值 (decibels)。八度倍頻 寬 (octave bands) 之名稱源自樂理，例如低音Do 之頻率為261.63 Hz，

而高八度Do 之頻率則為523.25 Hz，兩者之頻率為倍頻關係，即每隔八個 音程 (即八度)，頻率正好相差一倍，故以此命名。在八度音程 (倍頻) 之 頻譜上，各頻寬之中心頻率 (center frequency) 依序為1 Hz、2 Hz、4 Hz、

等類推，即1Hz、1×2Hz、1×2²Hz等類推 (表2.3) 。在1/3 八度音程 (三 分之一倍頻) 之頻譜上，將八度音程之每一倍頻寬帶再細分為三個寬帶，

相鄰兩中心頻率之比值為2¹³倍。例如，1Hz與2Hz之間，中心頻率依序為1

Hz、1.26 Hz、1.59 Hz，即1 Hz、1×2¹³Hz、1×2²³Hz (表2.3) 。1/3 倍頻 速度均方根振動量σx_&

( )

( )

( )

( )

, 10

,

20 log ^{x ic}

x dB ic

x ref

f σ f

σ^{& =} σ^& _& (1)

其中σ_{x ref&,} =1μin/sec=1×10⁻⁶in/sec=2.54×10⁻⁶cm/sec，為速度均方根之參

考值。針對不同製程、設備之精密度要求，BBN 規格將樓板的容許振動量 分為五個等級 (VC-A 至VC-E)，其規格與適用對象如表2.4 所示。