DE2524467A1

DE2524467A1 - Vorrichtung zum messen der schalldruckdifferenz zwischen zwei raumpunkten, genannt komparafon

Info

Publication number: DE2524467A1
Application number: DE19752524467
Authority: DE
Inventors: Patrice Bourcet; Jean Pujolle; Gerard Robine
Original assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Current assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1975-12-18
Also published as: FR2274032B1; FR2274032A1; IT1038692B; ES438272A1; DE2524467B2; DE2524467C3; BE829867A; GB1498220A; CH592869A5

Description

PATENTANWALT Dlpl.-fng. Rudolf Möbus

74t Reutlingen/V/üill. Hinelenbuigrfr.65-Telefon 34718

TELEDIFFUSION DE FRANCE (Körperschaft des öffentlichen Rechts)

116, avenue du President Kennedy 75016 PARIS / Frankreich

Vorrichtung zum Messen der Schalldruckdifferenz zwischen zwei Raumpunkten, genannt Komparafon

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Schalldruckdifferenz zwischen zwei Raumpunkten, ein sogenanntes Komparafon, mit zwei jeweils von einem Mikrofon ausgehenden Sonometerketten, die jeweils einen quadratischen Detektor aufweisen, deren Ausgänge auf die Eingänge einer Vergleichsstufe geschaltet sind, die eine globale Messung aller

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Frequenzkomponenten des Tons der Differenz der Schalldrücke liefert, die auf die Mikrofone einwirken, von denen mindestens eines in einen Schallflußmesser eingebaut ist, der eine Glocke aus starrem Material aufweist.

Sogenannte Komparafone, die zum Messen der Schalldruckdifferenz zwischen zwei Raumpunkten dienen, sind bereits bekannt. Sie weisen im allgemeinen ein erstes und ein zweites Mikrofon auf, die jeweils an einem der beiden Raumpunkte angeordnet sind und mit einer ersten und einer zweiten Verstärkerstrecke verbunden sind, von denen jede ein Abgleichsnetzwerk (für die Signalamplitude als Funktion der Frequenz) aufweist, das mit A bezeichnet wird (entsprechend der Dämpfungskurve A der internationalen Norm), und die jeweils in einem Gleichrichterelement oder einem quadratischen Signaldetektor enden und von denen eine Strecke außerdem ein einstellbares Meßorgan aufweist, das einen Abgleich der Ausgangssignale der beiden Strecken erlaubt. Die bekannten Einrichtungen weisen schließlich ein Nullpunktsinstrument, wie ein Galvanometer, auf, auf welchem die beiden Strecken konvergieren und das die Steuerung des Abgleiche der Ausgangssignale der beiden Strecken erlaubt. Auf das einstellbare Meßorgan in einer der Strecken muß also von Hand eingewirkt werden, wenn man

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die gesuchte akustische Druckdifferenz mißt. Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2 358 034 beschrieben. Dort ist das verstellbare Meßorgan durch zwei in Kaskade und mit Kontakten versehene Potentiometer gebildet, die in die Kette, in der sie angeordnet sind, Dämpfungen (es könnten ebensogut Verstärkungen sein) bewirken, die ein Mehrfaches von 10 dB bzw. ein Mehrfaches von 1 dB betragen.

Es gibt jedoch Bereiche außerhalb des Bereichs der akustischen Isolationsmessung, in denen der Einsatz von Komparafonen sich äußerst nützlich erweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sogenannte Komparafone so auszubilden, daß sie einen vielseitigeren Einsatz als bisher bekannte Vorrichtungen dieser Art auf dem Akustikgebiet erlauben.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Komparafon der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die genannte Glocke ein zylindrisch-parabolischer Rotationskörper ist, und daß das Mikrofon, das eine herzförmige Richtwirkung hat, so angeordnet ist, daß sich seine Membrane im Brennpunkt des parabolischen Teils der Glocke befindet und gegen den Grund dieses Teils gerichtet

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ist. Damit erlaubt es Schallflußmessungen. Dabei kann das Mikrofon auf einem an der Glocke befestigten Hohlträger angeordnet sein, in welchem die Anschlußdrähte für das Mikrofon zu seitlichen Anschlüssen verlaufen.

Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, kann ein solches Komparafon sowohl zu Vergleichsmessungen von Schallflüssen verwendet werden, die von Teilen einer gleichen Wand oder von verschiedenen Wänden ausgehen, oder unter Ausnützung der Richtungswirkung einer der Glocken, zum bevorzugten Erfassen des Schallflueses, der von einer einzelnen Schallquelle in einer mehr oder weniger lärmerfüllten Umgebung ausgeht, und sie zu verfolgen, oder auch um diese Messung für die verschiedenen Hauptquellen in dieser Umgebung zu wiederholen.

Von der beigefügten Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schema vom

Schaltungsaufbau eines Komparafons;

Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt

durch einen Schallflußmesser der Erfindung.

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Gemäß Fig. 1 weist ein Komparafon folgende "bekannten Teile auf:

in der einzigen Empfangskette II, ausgehend vom Empfangsmikrofon 20, einen Verstärker 21 mit zwei Verstärkungsumschaltern 22, 23, die jeweils in Zehnergruppen und in Einergruppen von Dezibel gestuft sind, da mit der Vorrichtung das Empfangssignal verstärkt werden soll, bis es den genauen Pegel des Sendesignals erreicht;

in der Empfangskette II und in der Sendekette I einen automatisch gesteuerten Leistungsverstärker bzw. 14 zu dem Zweck, die Dynamik der Vorrichtung auf einen ausreichend engen Bereich zu vermindern, damit der quadratische Detektor und das Nullpunktgalvanometer, das nachfolgend noch beschrieben wird, genau funktionieren;

in ,jeder der beiden Ketten wahlweise durch Schalter einfügbare Filter, die ebenfalls noch beschrieben werden;

in jeder der beiden Ketten einen quadratischen Detektor oder 15, der einen Vervielfacher (mit quadratischer Erhöhung) und einen Integrator mit einer genormten Zeitkonstante aufweist;

in der einzigen Sendekette I einen Verstärker 16 für das integrierte, d.h. wirksame Signal, der die automatische Steuerung der Verstärkung der beiden erwähnten Verstärker 14 und 24 bewirkt;

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schließlich noch ein Nullpunktgalvanometer 30, das auf seinen beiden Eingängen die Ausgangssignale der Detektoren 15 und 25 empfängt.

Meistens Weist das Komparafon in jeder der beiden Ketten ein Bandpaßfilter 31 oder 41 und ein Abgleichsnetzwerk A, das mit der Bezugsziffer 32 oder 42 bezeichnet ist, auf.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist ein Schallenergieflußmesser folgende Teile auf: eine Glocke 51 in Form eines zylindrisch-parabolischen Rotationskörpers aus einem Material, das ausreichend starr ist, um eine ausreichende Schallisolation (beispielsweise in der Größenordnung von 30 dB) zu erbringen, die bei einem Metallblech von ungefähr 4 mm Dicke erreicht wird. Die Glocke ist vorzugsweise entlang ihres äußeren ringförmigen Randes des zylindrischen Teiles mit einem sehr weichen Dichtring 52 versehen, beispielsweise aus einem elastischen Material, der einen Saugring bildet und imstande ist, die Unebenheiten einer unbearbeiteten Oberfläche einer Wandung auszugleichen und eine ausreichende Abdichtung gegen einen Luftdurchfluß ergibt.

ein Mikrofon 61 mit einer herzförmigen Richtwirkung und in koaxialer Anordnung in der Glocke, dergestalt,

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daß es mit seiner Vorderseite gegen den Grund des parabolischen Teils der Glocke gerichtet ist und das Zentrum seiner Membran 61a mit dem Brennpunkt des Paraboloids zusammenfällt. Seine Befestigung erfolgt durch einen dünnen und hohlen Schaft 62, in welchem die Anschlußdrähte des Mikrofons verlaufen, die zu einem seitlichen Anschluß oder einer seitlichen Herausführung 63 führen.

Wenn man die Abdichtung der Glocke 51 erhöhen will, kann man sie mit einer weiteren Glocke 51 mit einem Dichtungsring 52 und entsprechenden Herausführungen 63' umgeben, die aber die gleiche Form wie die Glocke aufweist und deren Mikrofon entfernt worden ist. Um die entsprechenden Teile der direkten und der indirekten Übertragungen in einer globalen Übertragung eines Geräusches eines Stückes oder eines Emissionsraumes auf ein Empfangsteil auszuwerten, verfährt man auf folgende Weise:

Man bringt eine erste und mit einer der Strecken eines Komparafons verbundene Meßvorrichtung der beschriebenen Art in eine feste Stellung in der Mitte der empfängerseitigen Oberfläche einer die beiden Teile trennenden Wand, und man verschiebt eine andere, der ersten Meßvorrichtung identische und mit der anderen Strecke des gleichen Komparafons verbundene Meßvorrichtung

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auf den fünf inneren Flächen der anderen Wände des zu prüfenden Teils, und man mißt die fünf Differenzen D₁-D₅ des mittleren akustischen Pegels der fünf Wandungen und errechnet dann die Dämpfungen "T^ aus

D_± = 10 log 1/T_±

dann die entsprechenden Übertragungsteile, die direkten aus der Formel

S

s + S₁2T₁ + + S Z

und die indirekten aus der Formel

s + S₁ T₁ + + S₅

Man kann so_/ausgehend von einer globalen akustischen Schalldämmessung, die ebenfalls mit dem Komparafon gemacht wird, den eigentlichen Dämmwert der Wand zur Trennung der beiden Teile eines Gebäudes errechnen.

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Man kann auch, bei nahezu identischen Konditionen, sich des mit den gleichen Meßgeräten versehenen Komparafons bedienen, um schwache Schalldämmpunkte einer zwei Räume trennenden Wandung aufzuspüren, insbesondere während des Baues eines Gebäudes. Hierzu genügt es, wenn man noch einmal ein erstes Meßgerät an einer festen Stelle auf der empfängerseitigen Oberfläche der Wandung anbringt, die einen lärmerzeugenden Bereich und einen Empfangsbereich voneinander trennt, und das zweite Meßgerät auf der gleichen Wandung verschiebt.

Die Pegelvergleiche sind möglich, wenn die Dämpfung der Glocke, die der indirekten Schallstrecke zugeordnet ist, um mindestens 10 dB größer ist als die Eigendämpfung der Wand. Diese Bedingung ist nahezu immer verwirklichbar, indem man jede der beiden Glocken in der vorstehend beschriebenen Art verdoppelt.

Die zylindrisch-parabolische Form der Meßvorrichtung ist speziell für ein drittes Anwendungsbeispiel entwickelt worden, das darin besteht, in einer durch mehrere Schallquellen lärmerfüllten Umgebung die Anteile an der empfangenden Gesamtschallenergie der größeren Schallquellen unter ihnen zu erfassen.

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Um dies zu erreichen, vergleicht man den von einem offenen und ungerichteten ersten Mikrofon empfangenen Geräuschstärkepegel mit dem durch ein genau gerichtetes zweites und in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Meßvorrichtung eingebauten Mikrofon empfangenen Geräuschstärkepegel. Dabei ist in der einen Strecke des Komparafons ein Filter eingefügt, beispielsweise für eine Drittelsoktave, ausgerichtet auf eine relativ tiefe Frequenz, beispielsweise 100 Hz. Das zweite und gerichtete Mikrofon ist in die andere Strecke des Komparafons eingesetzt, in welche ein Filter eingefügt ist, beispielsweise ebenfalls für eine Drittelsoktave, aber ausgerichtet auf eine relativ hohe Frequenz, beispielsweise 5000 Hz, eine Frequenz, für welche die Richtwirkung des Meßgerätes ausreichend festgesetzt ist, und bei welcher die entsprechende Wellenlänge hinlänglich klein im Vergleich zu den Abmessungen der Meßvorrichtung ist.

Bei einem ersten Vorgang tariert man die Vorrichtung, indem man ein nach allen Seiten gerichtetes Geräusch ausstrahlt oder ein Geräusch mit einem vorgegebenen Umlauf, durch einen Lautsprecher, vor welchem die beiden Mikrofone angeordnet sind, und man die Verstärkungen der beiden Ketten so regelt, daß das Komparafon eine Gleichheit der Ausgangssignale seiner beiden Strecken anzeigt.

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Dann führt man die genannte Messung durch, indem man die Ausrichtung der Hauptachse des Meßgeräts, in dem das zweite Mikrofon untergebracht ist, verändert und die jeweiligen Ausrichtungen festhält, in welchen die Differenz der Geräuschpegel ein Maximum durchläuft. Aus der Gesamtheit der erzielten Ergebnisse kann man die Anteile der wichtigsten Geräuschquellen an der empfangenen globalen Geräuschstärke feststellen.

In Fig. 2 sind die Bandpaßfilter für eine Drittelsoktave aus folgenden Teilen gebildet: in der Sendekette I durch ein Hochpaßfilter 34 mit drei Stufen, das mit dem vorerwähnten Bandpaßfilter 31 zusammenwirkt;

in der Empfangskette II durch ein Tiefpaßfilter 43 mit drei Stufen, das mit dem Bandpaßfilter 41 zusammenwirkt.

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Claims

P 2603 - 12 - Patentansprüche

1. ) Vorrichtung zum Messen der Schalldruckdifferenz zwischen zwei Raumpunkten, genannt Komparafon, mit zwei jeweils von einem Mikrofon ausgehenden Sonometerketten, die jeweils einen quadratischen Detektor aufweisen, deren Ausgänge auf die Eingänge einer Vergleichsstufe geschaltet sind, die eine globale Messung aller Frequenzkomponenten des Tons der Differenz der Schalldrücke liefert, die auf die Mikrofone einwirken, von denen mindestens eines in einen Schallflußmesser eingebaut ist, der eine Glocke aus starrem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Glocke (51) ein zylindrisch-parabolischer Rotationskörper ist und daß das Mikrofon (61), das eine herzförmige Richtwirkung hat, so angeordnet ist, daß sich seine Membran (61a) im Brennpunkt des parabolischen Teils der Glocke befindet und gegen den Grund dieses Teils gerichtet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikrofon (61) auf einem hohlen Schaft (62) angeordnet ist, in welchem die Anschlußdrähte verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Schallflußmesser an der Spitze ihrer beiden Sonometerketten aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits an der Spitze einer ersten Sonometerkette ein offenes und ungerichtetes Mikrofon und an der Spitze der zweiten Sonometerkette einen Schallflußmesser mit einer ausrichtbaren Glocke aufweist,und daß in der ersten Sonometerkette ein zusätzliches Bandpaßfilter, beispielsweise ein Filter für eine Drittelsoktave und ausgerichtet auf eine tiefe Frequenz, beispielsweise 100 Hz, und in der zweiten Kette ein Bandpaßfilter für beispielsweise eine Drittelsoktave und auf eine höhere Frequenz, beispielsweise 5000 Hz, ausgerichtet vorgesehen sind.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ganze Reihe von Schallflußmessern aufweist, die alle die gleiche Formgebung haben und demontierbare Mikrofone aufweisen, so daß eine Glocke eine andere Glocke zur Erhöhung der Schalldämmwirkung umschließen kann.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonometerkette einen mit einer Glocke versehenen Schallflußmesser aufweist und die eine dieser Glocken auf allen Teilen der zu prüfenden Wandung verschiebbar angeordnet ist, während die andere fest angeordnet ist, beispielsweise auf einem Wandungselement mit bekanntem Wärmedämmwert.

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