CS224129B1 - Sonda ve tvaru zvukovodu spojená s mikrofonem - Google Patents

Description

Vynález se týká sondy ve tvaru zvukovodu spojené s mikrofonem pro snímání akustického tlaku ve zvoleném místě prostoru, se zvukovodem procházejícím přepážkou, umístěnou před membránou mikrofonu.

Známé uspořádání sonda - mikrofon mají ale omezenou dosažitelnou hodnotu horního mezného kmitočtu, což znemožňuje dosažení vyrovnané kmitočtové charakteristiky celé soustavy.

Tuto nevýhodu odstraňuje sonda ve tvaru zvukovodu spojená s mikrofonem pro snímání akustického tlaku ve zvoleném místě prostoru, se zvukovodem procházejícím přepážkou, umístěnou před membránou mikrofonu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že okraj vyústění zvukovodu v přepážce do dutiny před membránou mikrofonu je rozšířen na dvou až čtyřnásobek průměru zvukovodu. Rozšíření zvukovodu je provedeno zaoblením jeh· hrany při vyústění do dutiny před membránou mikrofonu. Rozšíření zvukovodu může být rovněž provedeno konicky, zkosením jeho hrany při vyústění do dutiny před membránou mikrofonu.

Vynález bude nyní blíže vysvětlen s přihlédnutím k přiloženým obrázkům, přičemž obr. 1, 2 a 3 představují známé uspořádání sond ve tvaru zvukovodu spojených s mikrofonem a obr. 4 a 5 ukazují dva příklady provedení této sondy podle vynálezu.

Pro indikaci anebo měření akustického tlaku ve zvoleném místě prostoru se s výhodou používají sondy ve tvaru zvukovodu 1 spojené s mikrofony obvykle tlakovými. Sonda bývá nejčastěji provedena jako cylindrický zvukovod 1, který ústí do dutiny 2 před membránou 4 mikrofonu 3, omezené přepážkou £ s ní rovnoběžnou, kterou prochází zvukovod 1. Přepážka je na svém obvodu upravena tak, že dutina 2 je uzavřena.

227 129

Přepážka χ bývá u sond známé konstrukce provedené podle obr. 1, ale i u sondy nové koncepce podle autorského osvědčení č. 210 393, která je pro informaci znázorněna na obr. 2, kompaktní, anebo jo.

opatřena otvory 2 v přepážce χ zakrytými prodyšným br materiálem uplatňujícím se jako akustický odpor, viz obr. 3 a 4, případně zhotovena z tuhého sintrovaného prodyšného materiálu o potřebné hodnotě akustického odporu. U uspořádání podle obr. 2 je zvukovod 1 v.blízkosti dutiny 2 opatřen otvory 6 ve zvukovodu 1, zakrytými prodyšným materiálem, který se uplatňuje jako akustický odpor.

Horní mezní kmitočet soustavy sonda - mikrofon s klesajícím objemem dutiny 2, tedy s klesající její výškou S roste a naopak se snižuje se zvětšujícím se poměrem průměru mikrofonu a průměru sondy. Výšku dutiny 2 však není možno zmenšovat pod určitou mez jednak z výrobních důvodů, jednak však proto, že s klesající její výškou vzrůstá akustická impedance mezery mezi membránou 4 mikrofonu a přepážkou tj. impedance pro radiální proudění vzduchu , která omezí dosažitelnou hodnotu horního mezného kmitočtu mikrofonu se sondou a současně znemožní dosažení vyrovnané kmitočtové charakteristiky celé soustavy, která je pro praktické použití nezbytná. Tento vliv se nejvýrazněji projeví u uspořádání podle obr. 3, které je však jinak nejvýhodnější.

Tuto závažnou nevýhodu, které omezuje dosažitelnou hodnotu horního mezného kmitočtu, nemá uspořádání podle vynálezu, u něhož zvukovod 1 je na straně dutiny 2 před membránou 4 mikrofonu 3 rozšířen na dvou až čtyřnásobek průměru tohoto zvukovodu 1, jajc je to patrno z obr. 4 a 5. Toto rozšíření může být uskutečněno zaoblením hran, podle nichž vstupuje proudící vzduch anebo jiné plynné medium ze zvukovodu do dutiny 2 před membránou mikrofonu 4, jak patrno z obr. 4, anebo zkoseními těchto hran podle obr. 5· Je účelné, je-li

D₁ = ( 2 * 4 ) D ,

- 3 227 12!

kde D je vnitřní průměr sondy a D₁ průměr kružnice, podle níž vstupuje proudící vzduch ze zvukovodu 1 do dutiny 2*

Efekt zvětšení vstupního průměru D₁ do dutiny 2 je zřejmý ze vstahu pro akustickou impedanci mezery mezi membránou 4 a přepážkou 2 oů průměru D^ až po kružnici o průměru D₂, které se dotýkají otvory 2 v přepážce zakryté prodyšným materiálem, uplatňujícím se jako akustický odpor. Tento vztah pro akustickou impedanci z_QÍC je ,* _{z t} = f iz: ± ₊ —S—) i„ A.

a* ' li i* ¹ 21Γ¹ J ' ⁿ D ’ kde je viskozita vzduchu, ň výška dutiny 2, specifická hmotnost vzduchu, u> kruhová frekvence snímaného sinusového signálu, D^ je průměr kružnice vstupního otvoru do dutiny 2 a D₂ je průměr kružnice, které se dotýkají otvory 2 v přepážce 2· 2 uvedeného vztahu je zřejmé, že s rostoucím průměrem D^ klesá hodnota akustické impedance ^ζθ^> což je s ohledem na správnou činnost sondy příznivé.

Rozšíření ústí zvukovodu podle'vynálezu, které zvýší celkový objem dutiny 2 jen nepatrně, umožní plné využití příznivých vlastností sondy s mikrofonem, to je_yzískání vyrovnaného kmitočtového průběhu soustavy sonda - mikrofon, při nejvýšším možném horním mezném kmitočtu a minimální ztrátě akustického tlaku sondou. ,,

Předmět vynálezu je využitelný u všech doposud známých koncepcí mikrofonních sond, zejména pak sondy uspořádané podle obr. 3, u níž lze podstatnou měrou zvýšit její horní mezní kmitočet, popřípadě zmenšit průměr vlastní sondy, respektive zvětšit průměr použitého mikrofonu, při zachování dobrých technických vlastností celého uspořádání.

Sondy podle vynálezu jsou použitelné v akustice a elektroakustice pro měření akustického tlaku v daném bodě akustického pole, v zařízeních určených pro měření akustických impedancí, při měření akustického tlaku v blízkosti membrán

- 4 227 129 překážek a stěn. Sondy jsou dále využitelné v aerodynamice pro zjišťování charakteru proudění plynů v aerodynamických tunelech i v blízkosti různých těles ýkříael, lopatek atd. , dále v lékařství při zjišťování akustického tlaku před ušním bubínkem a konečně také při návrhu a výrobě hudebních nástrojů všech druhů.

Sondy podle vynálezu lze aplikovat při hledání příčin vzniku nežádoucího hluku nejrůznějších strojů a zařízeni.

Claims (3)

1. PftKDIíST VYNÁLEZU

   227 129

   1. Sonda ve tvaru zvukovodu spojená s mikrofonem pro snímání akustického tlaku ve zvoleném místě prostoru, se zvukovodem procházejícím přepážkou, umístěnou před membránou mikrofonu, vyznačené tím, že okraj vyústění zvukovodu (1) v přepážce (5) do dutiny (2) před membránou (4) mikrofónu (3) je rozáířen na dvou až čtyřnásobek průměru zvukovodu (1).
2. 2. Sonda ve tvaru zvukovodu spojená s mikrofonem podle bodu 1, vyznačená tím, že rozšíření zvukovodu (1) je provedeno zaoblením jeho hrany při vyústění do dutiny (2) před membránou (4) mikrofonu (3).
3. 3«, Sonda ve tvaru zvukovodu spojená s mikrofonem podle bodu 1, vyznačená tím, že rozšíření zvukovodu (1) je provedeno konicky, zkosením jeho hrany při vyústění do dutiny (2) před membránou (4) mikrofonu (3).

   1 Z;?''OS

   227 129