DE1623785A1

DE1623785A1 - Method for measuring impedances or conductance values in a wave field and for determining power flows

Info

Publication number: DE1623785A1
Application number: DE19671623785
Authority: DE
Inventors: Mechel Dr Fridolin
Original assignee: MECHEL DR FRIDOLIN
Current assignee: MECHEL DR FRIDOLIN
Priority date: 1967-11-29
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1969-07-31

Description

Verfahren zur Messung von Impedanzen bzw. Leitwerten in einem Wellenfeld und zur Bestimmung von Leistungsflüssen.Method for measuring impedances or conductance values in a wave field and to determine power flows.

Gegenatand der Erfindung ist ein Verfahren zur Messung von Impedanzen bzw. Leitwerten in einem Wellenfeld, insbesondere in einem Schallfeld, und ein daraus sich ergebenden Verfahren zur Bestimmung von Leistungsflüssen z.3 abgestrahlten oder absorbierten Leistungen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar auf Wellenfelder s. B akustischer oder elektromagnetischer Wellen, deren Feldgrößen sich zeitlich harmonisoh oder exponentiell verändern, wo sich also die Zeitabhängigkeit durch einen faktor der Form ebt beschreiben lä#t mit der Zeit t und einer reelen, imaginären oder komplexen Zahl b, insbesondere also bei einer Zeitabhängigkeit von der Form eiwt mit der Kreisfrequenz w und der imaginären Einheit i. Ferner ist die Anwendbarkeit des erfindungsgemä#en Verfahrens immer gegeben bei Schallfeldern und bei elektromagnetischen Feldern immer dann, wenn sich die Feldgrö#en aus einer Potentialfunktion ableiten lassen.The subject matter of the invention is a method for measuring impedances or conductance values in a wave field, in particular in a sound field, and a result thereof resulting procedure for the determination of power flows z.3 radiated or absorbed services. The method according to the invention can be applied to wave fields See B acoustic or electromagnetic waves, the field sizes of which vary over time change harmonisoh or exponentially, where the time dependency is through a factor of the form ebt can be described with the time t and a real, imaginary one or complex number b, especially when the form is time-dependent eiwt with the angular frequency w and the imaginary unit i. Furthermore, the applicability of the method according to the invention is always given in the case of sound fields and electromagnetic fields Fields whenever the field sizes are derived from a potential function permit.

Als Impedanz eines Wellenteldes bezeichnet man Quotienten zweier Feldgrö#en, welche beim Schallfeld meist der Sehalldruckpund die Schnelle Vn in einer vorgegebenen Richtung sind und im elsktromagnetischen Feld der Quotient der elektrischen Feldstärke E in einer vorgegebenen Richtung und der magnetischen Feldstärke H in der dazu senkrechten Richtung. Der Leitwert des Feldes ist der Kehrwert der Impedanz.The impedance of a wave field is the quotient of two field sizes, which in the case of the sound field is usually the sound pressure pound and the velocity Vn in a given Direction are and in the electromagnetic field the quotient of the electric Field strength E in a given direction and the magnetic field strength H in the direction perpendicular to it. The conductance of the field is the reciprocal of the impedance.

Es sind mehrere Verfahren zur Messung der Impedanz bzw.de Leitfähigkeit bekannt. Am meisten gebräuchlich ist das Verfahren der Stehwellenabtsstung auf einer Meßleitung im elektrischen Fall bzw. in einem @ogenannten Kundt'schen Rohr bei akustischen Messungen. be wird der Prüfling am Ende der Meßleitung bzw. des Rohres eingefügt und durch das Rohr mit einer Welle bestrahlt, die noch besonderen Bedingungen genügen mu#. So mu# z.B. die auf den Prüfling aufallende Sch@llwelle eben sein, was zusätzliche Anforderungen an die Mindestlänge des Rohres, seine Wandsteifigkeit und seinen maximalen Durchmesser ergibt und den anwendbaren Frequenzbereich zu hohen Frequenzen hin beschränkt. An dem Prüfling wird e@@ Teil der Welle reflektiert, der sich mit der einf@@lenden Welle iu einem stehenden Wellenfeld überlagert. Diese stehande Welle wird mit einer längs der Me#leitung bzw. dem Rohr beweglichen Sonde abgetastet. Aus der Höhe der Welligkeit und ihrer Lage wird dann in einem komplexen Rechenverfahren die Impedanz bzw. der Leitwert berechnet. Obwohl durch besonders entwickelte Auswertungsdiagramme diese Rechenarbeit erleiohtert werden kann, bleibt es ein flachteil des Verfahrens1 daß der Realteil und Imaginärteil der komplexen Impedanz bzw. des Leitwerts nicht direkt an einem Me#gerät abgelesen werden können, Ein weiterer Nachteil des beschriebenen bökännten Verfahrens liegt darin, daß von dem zu puüfenden Material Prüflinge in einer flir die Meßleitung bzw. das Meßrohr geeigneten Form und Abmessung immer erst zurecht geschnitten werden müssen.There are several methods of measuring impedance or conductivity known. The most common method is the standing wave abutment on one Measuring line in the electrical case or in a so-called Kundt's tube in the acoustic case Measurements. be the test object is inserted at the end of the measuring line or the pipe and irradiated through the tube with a wave that still meet special conditions must #. For example, the sound wave hitting the test object must be flat, which is additional Requirements for the minimum length of the pipe, its wall stiffness and its maximum Diameter results and the applicable frequency range limited to high frequencies. A part of the wave that ends with the incoming wave is reflected on the test object Wave superimposed on a standing wave field. This standing wave becomes with a scanned along the measuring line or the pipe movable probe. From the height of the Ripple and its position then becomes the impedance in a complex calculation process or the conductance is calculated. Although through specially developed evaluation diagrams This arithmetic work can be done, it remains a flat part of the procedure1 that the real part and imaginary part of the complex impedance or the conductance are not can be read directly on a measuring device, another disadvantage of the described Ökännten method is that of the material to be tested in one shape and dimensions suitable for the measuring line or the measuring tube always have to be cut to size first.

Vielfäch ist das auch nicht mbglich, dann nämliCh, wenn das' zu untersuchende Material eine räumliche Struktur aufweist, deren Abmessungen großer sind als der Durchmesser des Meßrohres.In many cases this is also not possible, namely when the 'to be examined Material has a spatial structure, the dimensions of which are larger than the Diameter of the measuring tube.

Aber auch bei kleineren Strukturma#en kann es durch den mehr oder weniger zufälligen Ausschnitt des Prüflings zu Fehlmessungen kommen. Weiterhin ist das beschriebene bekannte Verfahren dadurch be nachteiligt, daß die Impedanz immer nur zur einen bestimmten, durch die Me#leitung bzw. das Me#rohr festgelegten Wellentyp, z.B. beim Meßrohr für eine ebene Welle, gemessen wird und daß die Messung der Impedanz bzw. des Leitwerts für andere als die senkrechte Einfalls richtung nicht durchftlhrbar ist.But even with smaller structural dimensions, the more or less random section of the test object lead to incorrect measurements. Furthermore is the known method described be disadvantageous in that the impedance is always only for a certain wave type determined by the measuring line or the measuring tube, e.g. with the measuring tube for a plane wave, is measured and that the measurement of the impedance or the conductance for other than the vertical direction of incidence cannot be carried out is.

Neben diesem beschriebenen Verfahren werden noch andere Verfahren zur Messung der Impedanz bzw. des Isitwerts bekannt, z.B. durch Brückenmessungen mit Eichmaterialien oder durch direkte Messungen der beiden Feldgröen, aus deren Quotient die Impedanz bzw, der Leitwert gebildet ist, jedoch konnten sie sich wegen der diesen Verfahren innewohnenden Schwierigkeiten nicht gegen das obengenagnte bekannte Verfahren durchsetzen.In addition to this described method, other methods are also used known for measuring the impedance or the Isit value, e.g. from bridge measurements with calibration materials or by direct measurements of the two field sizes, from their Quotient the impedance or the conductance is formed, but they could be because of the difficulties inherent in these procedures do not conflict with the above enforce known procedures.

Es ist das Ziel der Erfindung, die flachteile des Meßverfahrens, welches eine Meßleitung bzw. ein Kundt'sches Rohr verwendet, zu be@eitigen. Das ist für die praktische Verwendung der Me#engebnisse von großer Bedeutung. In dar Praxis werden z.B, die Impedanzen bzw. leitwerte über einen großen Frequenzbereich benötigt. Das macht wegen der reltiv kleinen Prequenzbreite der Meßleitungen bzw. Me#rohre die Verwendung meherer Meßapparaturen ftlr eine Messung erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt ohne eine Meßleitung bzw. ein Meßrohr aus und vermeidet somit diesen Nachteil. Wie bereits angedeutet wurde, ist es oft nicht möglich, einen die wirklichen Verhältnisse geügend genau wiedergebenden PrUfling für die Messung in der Meßleitung bzw. dem Meßrohr herzurichten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann an einem beliebig geformten Prtlfobjekt im wirklich vorkommenden Einbau ohne Entnahme eines PrUfausschnittes angewendet werden und erfUllt somit die praktischen Anforderungen nach wirklichkeitsgetreuen Meßbedingungen. Der Nachteil der Beschränktheit auf nur senkrechten Einfall der Welle auf die Oberfläche des Prüfobjekts, wie er bei dem beschriebenen bekannten Meßverfahren besteht, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls aufgehoben, da die Welle aus jeder gewtttischten Richtung auftreffen kann.It is the aim of the invention, the flat parts of the measuring method, which a measuring line or a Kundt's pipe used to be eliminated. This is for the practical use of the measurement results is of great importance. In practice For example, the impedances or conductance values are required over a large frequency range. That does that because of the relatively small frequency width of the measuring lines or measuring tubes It is necessary to use several measuring devices for one measurement. The inventive The method manages without a measuring line or a measuring tube and thus avoids this Disadvantage. As has already been indicated, it is often not possible to find the real ones DUT reproducing conditions with sufficient accuracy for the measurement in the measuring line or to prepare the measuring tube. The inventive method can be applied to any Shaped test object in the actually occurring installation without taking a test cutout can be applied and thus fulfills the practical requirements for realistic ones Measurement conditions. The disadvantage of being restricted to only vertical incidence of the Wave on the surface of the test object, as known in the case of the one described Measurement method exists, is also canceled in the method according to the invention, because the wave can hit from any direction.

Das ist fttr die Praxis von großer Bedeutung, da die Eingangsimpedanz eines Materials in der Regel ton der Einfallsrichtung der Welle abhängt und zwar oft in einer theotetisch nicht voraussagbaren Weise. Ja es kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Welle sogar gleichzeitig aus mehreren Richtungen einfallen, wie das in der Praxis oft der Fall ist, wenn Wellen von reflektierenden Gegenständen oder von Wänden aus verschiedenen Richtungen auf das Prtlfobjekt einfallen. Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur die Messung der Impedanz bzw des Leitwerts unter praktischen Einbaubedingungen des PrUfobjekts,. sondern auch in dem in der Praxis gegebenen Wellenfeld.This is of great importance in practice, since the input impedance of a material usually depends on the direction of incidence of the wave often in a theotetically unpredictable way. Yes it can with the invention If the wave even comes in from several directions at the same time, like that In practice this is often the case when waves from reflective objects or falling on the test object from walls from different directions. So allowed the method according to the invention not only measures the impedance or the conductance under practical installation conditions of the test object. but also in that in the Practice given wave field.

Die Beschreibung des erfingsgemäßen Verfahrens erfolgt am einfachsten für den Fall der Schallwellen. Hier ist die Eingangsimpedanz W (die Überstreichung deutet komplexe Zahlen an) einer Oberflache S mit der Flächennormalen n (ins Innere des Materials weisend) gegeben durch Wo p der Schalldruck und vn die Komponente der Schallachnelle in Richtung der Normalen n sind, beide unmittelbar an der Oberfläche S, was durch den Index S angedeutet werden soll.The method according to the invention is described most simply for the case of sound waves. Here the input impedance W (the sweep indicates complex numbers) of a surface S with the surface normal n (pointing into the interior of the material) is given by Where p is the sound pressure and vn is the component of the sound axis in the direction of the normal n, both are directly on the surface S, which is indicated by the index S.

Der Eingangsleitwert G = 1/w sit das Reziproke der Eingangsimpedanz. Aus der Kraftgleichung ergibt sich bei einer Zeitabhängigkeit gemäß einem Faktor etwt fllr die wandnormale Schnelle Vn unmittelbar: wo t die Dichte des Mediums auf der Eiatallselte der Oberfläche S ist, Z = p c der sogenannte Wellenwiderstand dieses Mediums mit der Schallgeschwindigkeit c und k = w/c die sogenannte Wellenzahl. Der letzte Faktor stellt die räumliche partielle Ableitung des Schalldrucks in Richtung der Normalen n dar.The input conductance G = 1 / w is the reciprocal of the input impedance. From the force equation, with a time dependency according to a factor about the wall normal velocity Vn results immediately: where t is the density of the medium on the egg surface of the surface S, Z = pc the so-called wave resistance of this medium with the speed of sound c and k = w / c the so-called wave number. The last factor represents the spatial partial derivative of the sound pressure in the direction of the normal n.

Dann folgt aus der Defination von wobei ln die Funktion des natürlichen Logarithmus darstellt.Then it follows from the definition of where ln is the function of the natural logarithm.

Zerlegt man p gemäß p = |p (r)| # ei # (r) # eiwt in die vom Ortrabhängige Amplitude, den Phasenfaktor ei#(r) mit ortsabhängiger Pase# (r) auf eine beliebige Bezugephase und den Zeitfaktor eiwt, so folgt mit der bekannten Zerlegung der komplexen Logarithmusfunktion in Real- und Imaginärteil: Diese Formel beschreibt in mathematischer Form das erfindungsgemaße Verfahren zur Messung des Leitwerts G bzw. der Impedanz W, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Bestimmung des Realteiles des komplexen Leitwerts G die räumliche Ableitung der Phase an der Meßfläche S in Richtung ihrer Normalen n gemessen und mit einem geeigneten Zahlenfaktor versehen wird und zur Bestimmung des Imaginärteils des komplexen Leitwertes G die räumliche Ableitung b In |p(r)| des natürlichen Logarithmus der Amplitude an der Meßfläohe S in Richtung ihrer Normalen n gemessen und mit einem geeigneten Zahlenfaktor versehen wird.One decomposes p according to p = | p (r) | # ei # (r) # eiwt into the location-dependent amplitude, the phase factor ei # (r) with location-dependent phase # (r) to any reference phase and the time factor eiwt, then with the known decomposition of the complex logarithm function into real and Imaginary part: This formula describes in mathematical form the method according to the invention for measuring the conductance G or the impedance W, which is characterized in that, to determine the real part of the complex conductance G, the spatial derivative of the phase on the measuring surface S is measured in the direction of its normal n is provided with a suitable numerical factor and to determine the imaginary part of the complex conductance G the spatial derivative b In | p (r) | of the natural logarithm of the amplitude is measured at the measuring surface S in the direction of its normal n and provided with a suitable numerical factor.

Im Falle der Schallwelle ist der Zahlenfaktor für den Realteil von G der negative Kehrwert des Produkts aus der Wellenzahl k und dem Wellenwiderstand Z des Mediums auf der Einfallseite bzw. ein gleichwertiger Faktor und fUr den Imaginärteil der positive Kehrwert aus dem Produkt von Wellenzahl k und Wellenwiderstand Z des Mediums auf der Einfallseite.In the case of the sound wave, the number factor for the real part is from G is the negative reciprocal of the product of the wave number k and the wave resistance Z of the medium on the incident side or an equivalent factor and for the imaginary part the positive reciprocal of the product of wave number k and wave resistance Z des Medium on the incoming side.

Die Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde oben am Beispiel der Schallwelle beschrieben. Die Übertragung auf elektromagnetische Wellen, fllr welche sich eine Potentialfunktion angeben läßt, ist danach fllr den Fachmann einleuchtend, indem er in die Definationsgleichung des komplexen Leitwerts bzw. der Impedanz die definierenden Differentialbeziehungen zwischen der elektrischen Feldstärke und der Potentialfunktion sowie zwischen der magnetischen Feldstärke und der Potentialfunktion derart einzusetzen hat, daß sich ein Quotient in Form. der allgemein bekannten sogenannten logarithmischen Ableitung der nach Betrag und Phase meßbaren Feldgrö#e ergibt, die dann nach der oben erwähnten Beziehung fUr den Logarithmus von komplexen Zahlen zerlegt wird.The basis of the method according to the invention was given above using the example the sound wave described. The transmission to electromagnetic waves, fllr which one can specify a potential function is then obvious to the expert, by adding the defining differential relationships between the electric field strength and the Potential function as well as between the magnetic field strength and the potential function has to be used in such a way that a quotient is in the form. the well-known so-called logarithmic derivation of the field size measurable according to amount and phase results, which then according to the above-mentioned relation for the logarithm of complex numbers is dismantled.

Je nachdem ob als meBbare Feldgröße die elektrische oder, die manetische Feldstärke gewählt wird, ergeben sich aus der oben angegebenen Endformel analoge Gleichungen für den komplexen leitwert oder die komplexe Impedanz. raus ergeben sich dann auch unmittelbar die Zahl-enfaktoren, mit denen die räumlichen Ableitungen der Phase und der Amplitude zu multiplizieren sind um den Real-und Imaginärteil des Leitwerts ff bzw. der Impedan W zu berechnen.Depending on whether the measurable field quantity is the electrical or the manetic Field strength is selected, result from the final formula given above analog Equations for complex conductance or complex impedance. surrendered out The number factors with which the spatial derivations are then also directly related the phase and the amplitude are to be multiplied by the real and imaginary parts of the conductance ff or the impedance W.

Die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit an sich bekannten Methoden der Meßtechnik erfolgen. Wieder für den Pall einer Schallwelle seien einige Durchführungsbeispiele genannt, ohne den Gedanken der Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken. Zum Beispiel kann die meßbare Feldgröße, hier der Schalldruck, vor der Meßfläche S entlangines Gerädenstückes in Richtung der Flächennormale durch eine bewegliche Schalldrucksonde mit zweckmäßigerweise kleinen Abmessungen nach Betrag und Phase gemessen werden. Die Phasenmessung kann nach del bekanten Stand der Meßtechnik durch ein Vergleich mit einem Vergleichssignal der Kreisfrequenz w, welches z.B. die Spannung an einem das Schallfeld erzeugenden lautsprecher sein kann, erfolgen. Zur Bildung der räumlichen Ableitung der Phase ist es beispielhaft möglich, die Phase bei der Verschiebung der Drucksonde zu registrieren und aus der erhaltenen Meßkurve die räumliche Ableitung abzulesen.The practical implementation of the method according to the invention can take place with known methods of measurement technology. Again for the Pall one Sound wave are some implementation examples, without the idea of the invention to be limited to these examples. For example, the measurable field size, here the sound pressure, in front of the measuring surface S along a straight line in the direction of Surface normals through a movable sound pressure probe with appropriately small ones Dimensions measured by amount and phase. The phase measurement can, according to the prior art of measurement technology, by comparing it with a comparison signal the angular frequency w, which is e.g. the voltage at a sound field generating the loudspeaker can be done. To form the spatial derivative of the phase it is possible, for example, to register the phase in the displacement of the pressure probe and read off the spatial derivative from the measurement curve obtained.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann aber auch die Bewegung der Drucksonde periodisch erfolgen und die Ableitung mittels einer an sich bekannten Differenziervorrichtung gewonnen werden, so daß nach einer Eineichung des Zahlenfaktors (in unserem Beispiel - 1/kz) der Realteil des komplexen Leitwerts direkt von einem geeignet ausgebildeten Meßgerät unter Verwendung des erfindungsgemä#en Verfahren angezeigt werden kann. Zur Bestimmung des Imaginärteils kann entsprechend der Logarithmus der Amplitude bei der Bewegung der Drucksonde auf einem an sich bekannten logarithmisch schreibenden Registriergerät aufgenommen werden, eo daß die Ableitung aus der Registrierkurve zu ermitteln ist oder die räumliche Ableitung kann beispielsweise wieder bei periodisch sich bewegender Sonde durch Hintereinanderschalten eines an sich bekannten logarithmischen Verstärkers und einer Differenziereinrichtung direkt gemessen werden, 80 daß wieder eine direkte Anzeige des Imaginärteils des Leitwerts bzw. der Impedanz möglich iet, Mit der beispielhaft angegebenen Ausführung des erfindungsgemä-Qen Verfahrens lassen sich also die gesuchten Werte des Real-und Imaginärteils der komplexen Impedanz bzw. des komplexen Leitwerts unmittelbar anzeigen. Die bei den bekannten Heßverfahren vorzunehmende rechnerische Ermittlung aus den Meßwerten kann also bei dem neuen Verfahren entfallen.In another embodiment, however, the movement of the Pressure probe take place periodically and the derivation by means of a known per se Differentiating device are obtained so that after a calibration of the number factor (in our example - 1 / kz) the real part of the complex master value directly from one suitably designed measuring device using the method according to the invention can be displayed. To determine the imaginary part, the logarithm the amplitude during the movement of the pressure probe on a known logarithmic basis recorded recording device, eo that the derivation from the registration curve is to be determined or the spatial derivation can, for example, again at periodic moving probe by connecting a known logarithmic Amplifier and a differentiating device are measured directly, 80 that again a direct display of the imaginary part of the conductance or the impedance is possible, With the execution of the process according to the invention given by way of example So the sought values of the real and imaginary parts of the complex impedance are found or the complex master value immediately. The one in the known Heß method The computational determination to be made from the measured values can therefore be carried out with the new There are no procedures.

Da die für die Begründung des erfindungsgemä#en Verfahrens verwendeten Gleichungen, nämlich die Kraftgleichung beim Schallfeld bzw. die Potentialgleichung beim elektromagnetischen Feld, ferner die Definationsgleichung der Impedanz bsw. des Leitwerts und die Formeln für die logarithmisch Ableitung und den Logarithmus einer komplexen Zahl eine Gültigkeit von großer Allgemeinheit besitzen, folgen sofort die eingangs erwähnten Vorteile des erfindungsgemä#en Verfahrens, nämlich z.B. die Unabhängigkeit vom Einfallswinkel der Welle auf das Me#objekt, die Unabhängigkeit von der Form der Welle, ob sie z.B. eben ist oder zylindrisch oder sphärisch, der Wegfall einer Meßleitung bzw. es die Welle führenden Rohres u.dgl.Since those used for the justification of the method according to the invention Equations, namely the force equation for a sound field or the potential equation in the electromagnetic field, also the definition equation of the impedance bsw. of the conductance and the formulas for the logarithmic derivative and the logarithm a complex number have a validity of great generality follow immediately the advantages of the method according to the invention mentioned at the beginning, namely e.g. Independence from the angle of incidence of the wave on the measurement object, the independence on the shape of the shaft, whether it is flat or cylindrical or spherical, for example Elimination of a measuring line or the shaft leading pipe and the like.

Aus einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich ein neues Verfahrens zur Bestimmung des Leistungsfl@sse@ einer Welle durch eine vorgegebene Me#fläche. Diese Bestimmung ist z.B. erforderlich, um die von Sendern wie Lautsprechern, Lärmquellen, Antennen u.dgl. abgestrahlte Leistung oder die von Absorbern absorbierte Leistung zu ermitteln.Results from a further development of the method according to the invention a new procedure for the determination of the power flow of a wave a given measuring area. This provision is required, for example, in order to be able to use broadcasters such as loudspeakers, noise sources, antennas, etc., radiated power or that of Determine absorbers absorbed power.

Die Flächendichte N des Leistungsflusses in Richtung der Normalen n einer Meßfläche ist beim Schallfeld bekanntlich gageben durch N = 1/2 |p|2 # Re G mit dem Betrag |p| der Druckamplitude und dem Realteil Re G des Leitwerts G der Meßfläche. Durch Verwendung des nach dem erfindungsgemä#en Verfahren gewonnenen Realteils Re a des Leitwerts G in einer die Quelle oder den Absorber umgebenden Fläche S zusammen mit dem leicht zu messenden Betrag des Schalldrucks ergibt sich somit ein neues Verfahren zur Bestimmung des Leistungsflusses, indem die Flächendichte des Leistungsflusses in an sich bekannter Weise über die Me#fläche integriert wird Entsprechend ist die Flächendichte des Leistungsflusses E einer elektromagnetischen Welle nach N = 1/2|E|2 # Re G zu ermitteln aus dem erfindungsgemü# gewonnenen Realteil Re G des Leitwerte und dem Quadrat des Betrags der Zur Normalenrichtung n senkrechten elektrischen Feldstärke E. The surface density N of the power flow in the direction of the normal As is well known, n a measuring surface is given by N = 1/2 | p | 2 # Re G with the amount | p | the pressure amplitude and the real part Re G of the conductance G of Measuring surface. By using that obtained by the method according to the invention Real part Re a of the conductance G in a surrounding the source or the absorber Area S together with the easily measurable amount of sound pressure results thus a new method for determining the power flow by changing the area density of the power flow is integrated in a manner known per se over the measuring area The surface density of the power flow E is correspondingly an electromagnetic one Wave after N = 1/2 | E | 2 # Re G to be determined from the real part obtained according to the invention Re G of the conductance and the square of the amount perpendicular to the normal direction n electric field strength E.

Die bekanten Verfahren zur Messung des Leistungsflusses beruhen alle auf einer getennte Messung der beiden Feldgrö#en, nämlich Schalldruck p und Schallschnelie vn beim Schallfeld, bzw. elektrische Feldstärke E und magnetische Feldstärke bei der elektromagnetischen Welle. Nun sind diese Messungen nicht nur aufwendig, da in der Regel für jede Feldgrö#e ein gesonderter Aufnehmer erforderlich ist, sie sind auch ungenau, da sich die Schnelle in und die magnetische Feldstärke H nur schwer messen lassen. Deshalb legt man bei anderen bekannten Meßverfahren die Me#fläche in einen so großen Abstand von der Quelle oder von Absorber, daß dort die Wellen näherung£ weise obrra sind unter welcher Voraussetzung dann für die Flächendichte des Leistungsflusses gilt: N = 1/2|p| # Z im Schallfeld bz'. The known methods for measuring the power flow are all based on a separate measurement of the two field sizes, namely sound pressure p and sound velocity vn for the sound field, or electrical field strength E and magnetic field strength the electromagnetic wave. Now these measurements are not only laborious, there As a rule, a separate transducer is required for each field size, they are also imprecise, since the velocity in and the magnetic field strength H are only difficult to measure. That's why you lay in other known measuring methods the measuring surface at such a great distance from the source or from the absorber that there the waves are approximately £ wise obrra under what condition then for the surface density of the power flow, the following applies: N = 1/2 | p | # Z in the sound field bz '.

N = 1/@|E|2 # Z im elektromagnetischen Feld. Dabei ist Z der Wellenwiderstand des Nediums in welchem die Messung stattfindet. N = 1 / @ | E | 2 # Z in the electromagnetic field. Z is the wave resistance the medium in which the measurement takes place.

Unter den genannten Voraussetzungen brauchen nach dem diesem bekannten Verfahren nur die Beträge der Feldgrö#n p oder E gemessen we@en.Under the conditions mentioned, need according to this known Only the amounts of the field size p or E are measured.

In sehr vielen Bällen kann Jedoch nicht in dem erforderlich großen Abstand gemessen werden, z.B. wenn der Generator der Welle in einem reflektierenden Raum oder in der Nähe von reflektierenden Hindernissen steht. In diesen und in der Praxis sehr oft auftretenden Fällen kann das erfindungsgemäßo neue Me#verfahren mit Erfolg bei nur geringem apparativem und arbeitsmä#igen Mehraufwand eingesetzt werden.In very many balls, however, it cannot be as large as required Distance can be measured, e.g. if the generator of the wave in a reflective Space or near reflective obstacles. In this and in the Cases that occur very often in practice can use the new measuring method according to the invention used successfully with only little additional equipment and labor will.

Claims

Claims 1.) Method for measuring a complex impedance or a complex conductance in the field of an acoustic or electromagnetic one Wave with exponential time dependence, where the complex impedance or the complex conductance is defined by the quotient of two field values that are differ from one another by an order of spatial differentiation, as well as if necessary, numerical factors and temporal derivatives, thereby g e n n n z e i c h n e t that the spatial derivative of the logarithm of the amount of by one Order of spatial differentiation low field size as well as the same spatial Derivation of the phase of this field quantity can be measured.

2.) The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n s e i c h n e t, that the field size with the spatial differentiation which is one order lower is the sound pressure of a sound wave.

3.) The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n s e i c h n e t, that the field size with the spatial differentiation one order lower the electric field strength of an electromagnetic wave is 4.) method according to Claim 1 and 2 or 3, characterized in that g e k e fl n -z e 1 to c h n e t that the spatial Derivation from the logarithm of the amount and from the phase registrations of this Size can be obtained when moving the receiving part of a probe.

5.) The method according to claim 1 and 2 or 3, characterized g e k e n nz e i c h n e t that the spatial derivative of the logarithm of the amount and the phase by differentiating devices known per se during the movement of the receiving Part of a probe can be obtained.

6.) Procedure for determining the power flow of an acoustic or electromagnetic wave, in that it is not indicated that the after according to claims 1 to 5 determined real part of the complex impedance or the complex Conductance is used.