DE2711792A1

DE2711792A1 - Einrichtung zum messen der schallstaerke einer schallquelle und des schalldaempfungsfaktors eines materials

Info

Publication number: DE2711792A1
Application number: DE19772711792
Authority: DE
Inventors: Jean Pujolle
Original assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Current assignee: Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-18
Publication date: 1977-10-13
Also published as: DE2711792C3; FR2346696A1; DE2711792B2; GB1558641A; ES457318A1; IT1091944B; FR2346696B1

Description

Etablissement Public TELEDIFFUSION DE FRANCE

10, rue d'Oradour-sur-Glane

F- 75732 PARIS/ Frankreich

Einrichtung zum Messen der Schallstärke einer Schallquelle und des Schalldämpfungsfaktors eines Materials

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der Schallstärke einer Schallquelle und des Schalldämpfungsfaktors eines Materials, mit einer Schallquelle mit Schallkörper, einem Gerät zum Messen des Schallabsorptions- und Schallisolations-Koeffizienten, das einen Sende- und einen Empfangskanal aufweist, und mit einem ersten, mit dem Eingang des Empfangskanals verbundenen Mikrofon·

Ss ist bekannt, da6 der Schalldruck ρ eines Nachhallfeldes und die Nachhallzeit T, die in einem Nachhallraum

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gemessen werden, durch folgende Gleichungen definiert sind:

T » a f (o£) und p«blg(ö(.)

wobei a und b Koeffizienten sind, die von den Dimensionen des Nachhallraumes abhängen;

f (od) + g (oC) einfache Funktionen des Absorptionsfaktors et. des Machhallrauaes und

¥ die Leistung der Schallquelle sind«

Wenn man beispielsweise den von einen im Nachhallraum angeordneten Mikrofon erzeugten Schalldruck ρ und die Nachhallzeit T mißt, läßt sich aus den vorstehend genannten Beziehungen leicht die Schalleistung Y der Schallquelle bestimmen. Dieses NeSbeispiel ist in dem franzosischen Normblatt NF S 31.024 "Method· d*expertise adaptee A des seiles reverberantes speciales", vorgeschlagen· Wenn man nach dieser Methode arbeitet, macht eine genaue Messung der mittleren Schalleistung der Schallquelle zahlreiche Messungen mit verschiedenen Mikrofonstellungen erforderlich« In diesem Fall bedeutet die Bestimmung einer Nachhallzeit eine sehr lange Meßdauer· Die Mikrofonstellungen im direkten Feld der Schallquelle sind ungenau und leicht

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verschieden für analoge Messungen mit einer Normschallquelle und einer beliebigen Schallquelle, deren Leistung zu bestimmen ist· Praktisch werden diese Messungen mit Hilfe eines einzigen Mikrofons durchgeführt, das In einer genau horizontalen Ebene auf einem Kreis versetzt wird. Bei solchen Anordnungen bleiben die vom Mikrofon empfangenen direkten Schallfelder der Schallquellen über die Gesamtdauer der Messungen nicht konstante

Wenn man auf analoge Weise In einem Nachhallraum mit bestimmten Abmessungen die Nachhallzeit T mißt, läßt sich der Absorptionsfaktor OC eines Materials leicht aus der vorstehend genannten ersten Gleichung ableiten, wenn man den Absorptionsfaktor des Raumes ohne dieses Material kennt und indem man die Nachhallzeit des mit dem betreffenden Material versehenen Sed.es mißt. Dieses Verfahren ist im französischen Normblatt NF S 31*003 vorgeschlagen· Wie im vorhergehenden Fall müssen auch hier während einer sehr langen Meßdauer viele Mikrofonstellungen eingenommen werden, wobei die Lokalisierung der verschiedenen Stellungen im allgemeinen ungenau ist·

Andere Schallmessungen basieren auf dem Schalldruckpegel, der durch ein Mikrofon erhalten wird·

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Solche die Bestimmung der Schalleistung einer Schallquelle betreffenden Messungen sind beispielsweise in einem Artikel von CS₀ Ebbing und G.C. Maling beschrieben, der in der amerikanischen Fachzeitschrift ^NUS Journal of the Acoustical Society of America·¹, Band 54, Νο_β 4, Oktober 1973, Seiten 935-949, abgedruckt ist«, Dieser Artikel bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung der Qualifikation eines Nachhallraumes zur genauen Bestimmung des mittleren Schalldruckpegels dieses Raumes· In einem ersten Verfahrensschritt, der als Eichschritt bezeichnet wird, wird der mittlere Schalldruckpegel mit Hilfe eines einzigen Mikrofons bestimmt, das an verschiedenen Stellen im Nachhallfeld des Saales angeordnet wird, der eine feste Bezugsschallquelle analog einem Lautsprecher aufweist· Dann wird in einem zweiten Verfahrensschritt, der als Meßschritt bezeichnet wird, der mittlere Schalldruckpegel analog wie beim ersten Verfahrensschritt mit einer festen Schallquelle bestimmt, deren Schalleistung gemessen werden soll und durch welche die Bezugsschallquelle ersetzt wird.

In der amerikanischen Patentschrift 2 356 478 ist ein Verfahren zum Messen des mittleren Schallabsorptionskoeffizienten eines Nachhallraumes vor und nach dem Einbringen eines schallabsorbierenden Materials beschrieben· Bei diesem Verfahren wird eine

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Vorrichtung zum Messen der Schalldichte bei jeder Messung einerseits in der Nähe einer Schallimpulsquelle und andererseits in bestimmten Abständen von dieser Schallimpulsquelle angeordnet· Diese Entfernungen sind schwierig zu bestimmen, weil das Schallquellzentrum immer ungenau bestimmt ist. Außerdem wird bei diesem Verfahren der Richtungsfaktor der Schallquelle in der gewählten Meßrichtung nicht berücksichtigt. Außerdem muß dort sichergestellt sein, daß die Schallquelle bei allen Frequenzen nach allen Richtungen gleich strahlt. Wie in dem vorstehend erwähnten Artikel beschrieben ist, wird die Messung des mittleren Schalldruckpegels beim Verfahren gemäß der amerikanischen Patentschrift mit Hilfe eines nacheinander an verschiedenen Stellen angeordneten einzigen Mikrofons und mit einer festen Schallquelle durchgeführt.

Die bei den zum Stand der Technik gehörenden Verfahren sehr lange Meßdauer verleitet dazu, nur eine relativ kleine Anzahl von Einzelmessungen vorzunehmen. Dies hat aber zur Folge, daß zu den Meßfehlern, die durch die teilweise in den direkten Schallfeldern der Schallquellen befindlichen Mikrofonstellen

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entstehen, ungenaue Mittelwerte von der mittleren Schalleistung einer Schallquelle und vom mittleren Absorptionsfaktor eines Materials hinzukommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Messen der Schallstärke einer Schallquelle und des Schalldämpfungsfaktors eines Materials zu schaffen, die den erwähnten französischen Normen entspricht, aber bei nur sehr kurzen Meßzeiten sehr genaue Mittelwerte der Schalleistung und des Schalldämpfungsfaktors ergibt«

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäfi dadurch gelöst, da£ sie ein zweites, mit dem Sendekanal verbundenes Mikrofon, das auf einem der Lautsprecher des Schallkörpers befestigt ist und unter anderem die Schallstärke erfaBt, die eventuell von der mit Schallkörper versehenen Schallquelle während der Dauer der Messungen direkt ausgesandt wird, einen Stab, dessen eines Ende mit dem Schallkörper und dessen anderes Ende mit dem ersten Mikrofon fest verbunden ist, und eine mit dem Stab zusammenwirkende mechanische Vorrichtung aufweist, welch letztere dem Stab beliebige Bewegungen um einen festen Punkt erteilen und gleichzeitige Verstellungen des das zweite Mikrofon tragenden Schallkörpers und des

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ersten Mikrofons bewirken kann, bei welchen die Entfernung und die Ausrichtung des Schallkörpers zum ersten Mikrofon konstant bleiben·

Die mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung bewirkten Messungen gründen sich allein auf die vorstehend an zweiter Stelle genannte Gleichung und sehen wie bei den vorbekannten Verfahren mehrere Mikrofonstellungen im Nachhallfeld bei verschiedenen Stellungen der Schallquellen vor· Die Einrichtung verwirklicht Differenzmessungen vom Schalldruckpegel, die von einem in der Nähe einer Schallquelle angeordneten Sendemikrofon stammen, und Schalldruckpegeln, die ein nacheinander in verschiedenen Stellungen im Nachhallfeld eines Nachhallsaales angeordnetes Aufnahmemikrofon erfaßt, wobei die Messungen genau in bezug auf das direkte Schallfeld der Schallquelle sind·

Dabei kann eine Vorrichtung zum Messen einer Lautpegeldifferenz zwischen zwei Raumpunkten Verwendung finden, die in der deutschen Patentschrift 2 358 034 vorgeschlagen ist. Diese Vorrichtung erlaubt einen Vergleich der Schalldruckpegel (oder der Intensität) des Sendemikrofons und des Smpfangsmikrofons unter Berechnung der Differenzen dieser Pegel· Der Mittelwert

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des Schalldrucks des Nachhallfeldes wird so direkt gemessen· Gegebenenfalls erlauben in Zehner- und Einerstellen von Dezibels geeichte Leistungsschalter den direkten Schalldruck einer Schallquelle anzuzeigen·

Die erfindungsgemäß ausgebildete Einrichtung kann ein Gerät zum Messen des Schallabsorptions- und Schallisolations-Koeffizienten aufweisen, das die Schalldruckunterschiede mißt, die vom zweiten Mikrofon und von ersten in Nachhallfeld eines Nachhallraumes angeordneten Mikrofon stammen; zunächst mit einer Schallquelle, deren Schalleistung zu messen ist und die in der Nähe des Schallraumes angeordnet ist, und anschließend mit einer Schallquelle mit bestimmter Schalleistung, die in den Schallraum eingebracht ist. Wenn die Unterschiede der Schalldruckpegel mit der Schallfuelle bestimmter Leistung diejenigen mit der Schallquelle erreichen, ergibt die Sichung der Schallquelle mit vorgegebener Leistung eine direkte Anzeige der Schalleistung der Schallquelle·

Gemäß einer ersten Abwandlung der Messung des Schalldämpfungsfaktors eines Materials kann bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung das Gerät zum Messen des Schallabsorptions- und Schallisolations-Koeffizienten die Unterschiede zwischen den Schalldruckpegeln

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messen, die vom zweiten feststehenden Mikrofon, das auf des Schallkörper befestigt ist, der eine Schallquelle bestirnter Leistung umgibt, und vom ersten Mikrofon geliefert werden· Die Messung erfolgt zuerst in Abwesenheit und anschließend beim Vorhandensein eines Materials, dessen Schalldämpfungsfaktor direkt aus den Differenzen der Schalldruckpegel abgeleitet wird, die ohne und mit dem Material im Nachhallraum gemessen werden·

Bei einer zweiten Abwandlung der Messung des Schalldämpfungsfaktors eines Materials kann das Gerät zum Messen des Schallabsorption- und Schallisolations-Koeffizienten Messungen ausführen, die analog der vorstehend beschriebenen ersten Variante sind. In diesem Fall mißt das genannte Gerät die Phasenverschiebungen der Schallsignale, die von dem Sendemikrofon und dem Smpfangsmikrofon geliefert werden, wobei diese Signale von einer Schallquelle mit modulierter Schallleistung erzeugt werden. Der Absorptionsfaktore^, des Materials, der proportional dem mittleren Wert dieser Phasenverschiebungen ist, läßt sich so bestimmen·

Die Sichschallquelle mit bestimmter Schalleistung, die in der Einrichtung gemäß der Erfindung Verwendung

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findet, ist insbesondere eine Schallquelle, wie sie in der französischen Patentanmeldung 74-18 909 vom 31*5*1974 beschrieben ist. Eine solche Eichschallquelle weist insbesondere ein gleichgewichtserhaltendes Netzwerk auf, das in der Nachhallzone und für einen durchschnittlichen Nachhallraum ein genormtes statisches Gleichgewicht A ergibt. Dieses Gleichgewicht A resultiert aus Dämpfungen gemäß einer Kurve A einer internationalen Norm, die in einer Veröffentlichung No. 123 der internationalen elektronischen Remission unter dem Titel "Empfehlungen für Schallmesser¹* dargestellt ist.

Bei allen mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung durchgeführten Messungen stellt also die vom Gerät zum Messen des Schallabsorption- und Schallisolations-Koefflzienten angezeigte Schalldruckänderung genau die Änderung seiner durch den Nachhall bewirkten Schallstärke dar, während die Schallstärke des direkten Tones konstant bleibt* Auch erlaubt das zweite und auf dem Schallkörper befestigte Mikrofon die Feststellung des Schallstärkepegels einer Schallquelle.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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Telediffueion de Franc· - y\ - ' *^L· Im einzelnen zeigen: Fig· 1 ein Schema einer Einrichtung, die

eine gleichzeitige Verstellung der Bezugsechallquelle oder des Sondemikrofons vⁿ^ des ^»p"f^^η£^κ1>1 Yvofons erlaubt;

Fig· 2 ein vereinfachtes Blockschaltdiagramm

eines Gerätes zum Messen des Schallabsorptions- und Sohallisolations-Koeffizienten, mit welchem die Phasenverschiebungen von Schallsignalen gemessen werden können·

Fig. 1 zeigt schematisch die Einrichtungsteile, insbesondere die mechanischen Teile, mit denen sich das eingangs genannte Meßverfahren durchfuhren IaBt₀ Auf einem auf dem Boden des Nachhallraumes stabil aufsitzenden Teleskopfufi 1 ist eine vertlkalrerschlebbare Stange angeordnet, an deren freiem Ende eine Kardangelenkstelle 5 angebracht ist«

Die Kardangelenkstelle 5 weist einen U-fOrmigen Bügel 51 auf, dessen Enden Drehlagerstellen für die entgegengesetzten Ecken eines durchbrochenen

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BAD ORIGINAL

Telediffuslon de Franc· & ' ' ' ^Ό ^

Stuckes 52, das sowohl innen als auch außen eine genau rechtwinklige Kontur aufweist, ausgebildet sind· Zwischen den beiden anderen entgegengesetzten Ecken dieses durchbrochenen Stückes 52 ist eine Achse 53 befestigt· Das freie Ende der Stange 2 ist la Mittleren Teil der Basis des U-förmigen Bügels 51 befestigt·

Ia mittleren Bereich der Achse 53 ist in passender Weise ein Stab 3 drehbar befestigt. Die Achse 53 ragt alt Reibung durch eine quer durch den Stab geführte Bohrung· Die Kardangelenkstelle 5 erlaubt beliebige dreidimensionale Bewegungen um den Gelenkpunkt 54 des mittleren Teils der Achse 53· Dieser Gelenkpunkt 54 begrenzt somit einen Arm 20 des Stabes 3 auf der einen Seite und einen Arm 30 des Stabes 3 auf der anderen Seite der Kardangelenkstelle Der eine Arm 20 hat eine konstante !finge X₂. Der andere Arm 30 hat eine veränderliche Länge x,. Die Längenänderung wird mit Hilfe eines Stabes 4 bewirkt, der im Hohlkörper des Stabes 3 verschiebbar gelagert 1st· Im allgemeinen ist die Länge x, des Armes immer größer als die Länge X₂ des Armes 20.

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Am äußeren End· des Armes 20 ist in passender Weise eine Eichscballquelle befestigt, die von einer Art Schall körper 6 umgeben ist, wie beispielsweise in der vorstehend bereits erwähnten französischen Patent- »ldung 74-18 909 beschrieben ist.

Vor einem der Lautsprecher 7 des Schallkörpers 6 ist zentral und starr ein Sendemikrofon 21 mit Hilfe eines auf passende Welse auf dem Schallkörper 6 befestigten Tragkreuzes 8 angeordnet· Am freien Ende des verschiebbaren Stabes 4 des Armes ist ein Smpfangsmikrofon 31 in passender Weise befestigt. Auf dem Stab 4 des Armes 30 ist ein Schiebegewicht 9 angeordnet, mit dessen Hilfe die beiderseits des Gelenkpunktes 54 des Stabes 3 angreifenden Kräfte bei den jeweils gewählten Entfernungen X₂ und x, ausgeglichen werden können· Normalerweise ist das Gewicht des Mikrofons 31 merklich geringer als dasjenige der aus dem Schallkörper 6 und dem Sendemikrofon 21 gebildeten Einheit·

In der Mähe der Verlängerung des Armes 20 ist ein Elektromotor 10 angeordnet, der einen Kurbelarm 11 antreibt und ihm eine Drehbewegung um eine fiktive Achse verleiht, die durch den Gelenkpunkt 34 des

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Stabes 3 verläuft· XIn lade des Knrbelarnes 11 ist »It der Drehachse des Motors 10 verbunden. Das andere Xnde des Eurbelames 11 ragt In die öffnung eines kleinen Hohlzylinders 12, der einen Vorsprung auf einer der Außenseiten des Schallkörpers 6 bildet. Der Motor 10 ist fest angeordnet und an Ende einer vertikalen Stange 13 befestigt. Diese Stange 13 1st In eines TeleskopfuB 14 verschiebbar angeordnet, der vie der TeleekopfuS 1 fest auf den Boden des Nachhallrauaes so aufgesetzt ist, dafi der Schallkörper der Eichschallquelle beispielsweise in der Nähe einer Schallquelle angeordnet ist, deren Schalleistung zu ermitteln ist.

Die Sichschallquelle ist über elektrische Leitungen 15 ■it den Eingingen einer Spelsesohaltung 16 verbunden, welche die Betriebsspannungen liefert. Das Sendealkrofon und das Empfangaal krofon 31 sind über zwei Leiterpaare und 32 mit den Eingängen einer Anpassungsstufe 23 und Mit einer DifferenzaeBstufe 17 verbunden. Der Ausgang der Anpassungsstufe 23 ist Mit deM Eingang der Differenz-MeBstufe 17 verbunden. Durch die Kardangelenkstelle 5 kann die starre Einheit, die durch den Schallkörper 6 und das SMpfangMlkrofon 31 gebildet ist, sich nicht um sich selbst drehen, wenn der Motor 10 den Kurbelam 11 in eine Rotationsbewegung versetzt. Folglich hängen die

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Leiterdrähte 15, 22 und 32 inner frei und können sich nicht um die auf dem Stab 3 angeordneten Vorrichtungsteile wickeln.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

ist die Laufpegel-Differenzmeßstufe 17 analog der im deutschen Patent 2 338 034 beschriebenen ausgebildete

Die Sichschallquelle, deren Leistungsänderung in einem schalltoten Raum geeicht worden ist, erzeugt auf das Sendemikrofon 21 einen Schalldruckpegel, der höher ist als der Druckpegel, der dem Leistungspegel der Eichschallquelle entspricht» Folglich muß eine geeignete Anpassungsstufe 23 in die Sendekette der Lautpegel-Differenzmeßstuf· 17 gelegt werden, beispielsweise vor den Eingang dieser Lautpegel-Differenzmeßstufe 17, wie in Fig. 1 dargestellt ist· Das vom Sendemikrofon gelieferte Druckpegelsignal wird also auf den Wert eines Druckpegels reduziert, der den Leistungspegel der Eichschallquelle darstellt·

Das Messen der Schalleistung einer beliebigen Schallquelle wird in zwei Verfahrensschritten durchgeführt·

Im ersten Verfahrensschritt wird die Sichschallquelle von der Speiseschaltung getrennt. Der Schallkörper 6 ist

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In einem Nachhallraum so angeordnet, daß er einen Kreis in unmittelbarer Nähe der beliebigen Schallquelle beschreibt, wobei auch das Smpfangsmikrofon 31 einen anderen Kreis beschreibt, dessen Durchmesser im Nachhallfeld des Nachhallraumes so groß wie möglich sein soll. Das Mikrofon 31 erzeugt in der Empfangskette der Lautpegel-DifferenzmeBstufe 17, die als Sonometer wirkt, ein Signal, dessen Amplitude proportional dem Schalldruckpegel im Nachhallfeld ist. Die als Sonometer wirkende Lautpegel-Differenzmeßstufe 17 zeigt die Änderungen dieses Schalldruckpegels an·

In einer zweiten Verfahrensstufe wird die beliebige Schallquelle von der Speiseschaltung 16 abgetrennt und dagegen die Eichschallquelle wieder an die Speiseschaltung 16 angeschlossen· Die Leistung dieser Eichschallquelle wird erhöht bis zu einem Wert, der einer Schalldruckänderung entspricht, die gleich derjenigen ist, die durch die Lautpegel-Differenzmeßstufe 17 in der ersten Verfahrensstufe angezeigt ist. Eine einfache Messung des SchalltLruckpegels, der vom Mikrofon erfaßt und in die Sendekette der Lautpegel-Differenzmeßstufe 17 gegeben wird, ergibt direkt die gesuchte Leistung der beweglichen Schallquelle. Dieser Wert wird beispielsweise durch Leistungsschalter angezeigt, die in Dezibel geeicht und in die Sendekette eingefügt sind.

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Gemäß einer ersten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird das Messen des Absorptionsfaktors eines Materials in zwei Verfahrensschritten durchgeführt. In beiden Verfahrensschritten ist die Sichschallquelle mit der Speiseschaltung 16 verbunden« Im ersten Verfahrensschritt dient der Mittelwert der Schalldruckpegelunterschiede, die von den beiden Mikrofonen 21 und 31 festgestellt werden, zum Berechnen des mittleren Absorptionsfaktors im Nachhallraum ohne das Material. Im zweiten Verfahrensschritt wird das Material in den Nachhallraum eingebracht und der mittlere Absorptionsfaktor des Nachhallraumes mit diesem Material gemessen. Aus den Mittelwerten der Schalldruckpegeldifferenzen, die von der Lautpegel-Differenzmeßstufe 17 während der beiden Verfahrensschritte angezeigt werden, wird der Absorptionsfaktor e6 des untersuchten Materials abgeleitet«

Bei einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird das Messen des Absorptionsfaktors eines Materials mit Hilfe einer Lautpegel-Differenzmeßstufe und einer Sichschallquelle bewirkt, die von den beschriebenen Einrichtungen dieser Art etwas verschieden sind.

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Fig. 2 zeigt eine Lautpegel-DifferenzmeBstufe, die zum Messen der Fhasenrersohlebung von zwei Schallsignalen geeignet ist, die vom Sendemikrofon 21 und tob Sapfangsmikrofon 31 geliefert werden, und diese Lautpegel-DifferenzmeBstufe weist folgende, an sich bekannte Elemente auft
einen Sendekanal II für die rom Sendemikrofon 21 gelieferten Signale, das über die Leitungen 22 mit dem «"ρ»| des Sendekanals verbanden ist, der einen Vorverstärker 24 und zwei Leistungsschalter und 26 aufweist» von denen der eine in Zehnerwerten und der andere in Binerwerten von Dezibel geeicht ist;

einen Bapfangskanal III, auf den die Signale des fiapfangmikrofons 31 gegeben werden, das über die Leitungsdrähte 32 mit dem Eingang dieses Smpfangskanals verbunden ist, der einen Vorverstärker 34 aufweist; in beiden Kanälen einen automatisch gesteuerten Leistungsverstärker 27 oder 37 sowie Tiefpaßfilter und 38, die in jeden Kanal wahlweise mittels Umschaltern eineohaltbar sind·

Zusätzlich zu diesen bekannten Sohaltungselementen weisen die Kanäle hinter den Tiefpaßfiltern 28 und Demodulationsstufen 29 und 39 auf, deren Ausgänge mit den Eingängen eines FhasenmeBgeräts 40 verbunden sind«

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Bei dieser zweiten Ausführungsform wird die Schallleistung der Eichschallquelle beispielsweise mit einer Frequenz von 1 bis 2 Hz und mit einer Modulationstiefe von 40 bis 50 % moduliert. Dementsprechend sind auch die Schallsignale, deren Amplituden proportional den von dem Sendemikrofon 21 und dem Empfangmikrofon aufgenommenen SchalldrUcken sind, moduliert«

Die HUllkurve der Modulation der vom Smpfangmikrofon gelieferten Schallsignale ist in bezug auf die Hüllkurve der Modulation der vom Sendemikrofon 21 erzeugten Schallsignale phasenverschoben· Die Demodulatlonsstufen 29 und 39 für diese Schallsignale erlauben mit Hilfe des PhasenmeBgeräts 40 die Anzeige der Phasenverschiebung zwischen den demodulierten Schallsignalen, die aus dem Sendekanal und dem Smpfangskanal kommen,, Die Phasenverschiebung ist proportional dem Absorptionsfaktor des Nachhallraumes₀

Wenn man analog wie beim ersten Ausführungsbeispiel vorgeht, also zunächst ohne und dann mit dem Material im Nachhallraum arbeitet, erlauben zwei Mittelwerte der Phasenverschiebungen der modulierten Signale das Errechnen des gesuchten Absorptionsfaktors des Materials.

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FUr dl· verschiedenen vorstehend beschriebenen Meßarten weist dl· Einrichtung beispielsweise einen Stab 3 auf, dessen Ära 20 eine feste Länge X₂ Ton 0,6 m und dessen teleskopartig verstellbarer Arm 30 eine Lunge χ, aufweist, die zwischen 1,2 m und 2,4 m schwankt· Die Länge der Kurbel 1st zwischen 0,3 und 0,6 m verstellbar· Bei diesen Werten beschreiben der Schallkörper 6 und das Smpfangmikrofon 31 gleichzeitig Kreisbahnen, deren Durchmesser zwischen 0,3 und 0,6 m und zwischen 0,6 und 2,4 ■ liegen·

Der Wert von x, wird in Abhängigkeit von den Abmessungen des Nachhallraumes gewählt. Im allgemeinen ist das Smpfangmikrofon 31 immer vor den Wänden dieses Raumes in einem Abstand angeordnet, der mindestens gleich einem Viertel der Wellenlänge der tiefsten Schallfrequenz ist, die von den Schallquellen geliefert wird.

Genaue Messungen der Mittelwerte der Schalleistungen und gesuchten Faktoren werden vorzugsweise bei einer vollständigen Umdrehung der Kurbel 11 erreicht. Beispielsweise sind für einen parallelepipedischen Nachhallraum die ermittelten Werte umso genauer, wenn

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man die Messungen durchführt, wenn der Stab 3 so angeordnet ist, daß die gerne insane Achse der entgegengesetzten Rotationskegel, die ihre gemeinsame Spitze im Gelenkpunkt 54 haben, und deren Mantelfläche durch die Arme 20 und 30 beschrieben wird, mit einer der großen Diagonalen dieses parallelepipedischen Nachhallraumes zusammenfällt·

Die Meßeinrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, läßt sich vorteilhafterweise transportabel und leicht abbaubar ausbilden und mit geringen Kosten herstellen» Die Einrichtung eignet sich insbesondere zum Messen der Leistungen von Schallquellen und Absorptionsfaktoren von Materialien in Wohnräumen«,

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche :

Einrichtung zum Messen der Schallstärke einer Schallquelle und des Schalldämpfungsfaktors eines Materials, mit einer Schallquelle mit Schallkörper, einem Gerät zum Messen des Schallabsorptions- und Schallisolations-Koeffizienten, das einen Sende- und einen Empfangskanal aufweist, und mit einem ersten, mit dem Eingang des Empfangskanals verbundenen Mikrofon, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites, mit dem Sendekanal II verbundenes Mikrofon (21), das auf einem der Lautsprecher (7) des Schallkörpers (6) der Schallquelle befestigt ist und unter anderem die Schallstärke erfaßt, die gegebenenfalls von der mit Schallkörper versehenen Schallquelle während der Dauer der Messungen direkt ausgesandt wird, einen Stab (3), dessen eines Ende mit dem Schallkörper und dessen anderes Ende mit dem ersten Mikrofon (31) fest verbunden ist, und eine mit dem Stab (3) zusammenwirkende mechanische Vorrichtung aufweist, welch letztere dem Stab (3) beliebige Bewegungen um einen festen Punkt (54) erteilen und gleichzeitige Verstellungen des das zweite Mikrofon (21) tragenden Schallkörpers (6) und des ersten Mikrofons (31) bewirken kann, bei welchem die Entfernung (x« + ³O uzul die Ausrichtung des Schallkörpers (6) zum ersten Mikrofon (31) konstant bleiben·

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ORIGINAL INSPECTED

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2· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zum Messen des Schallabsorptions- und Schallisolations-Koeffizienten die Unterschiede der Schalldruckpegel bestimmt, die vom zweiten Mikrofon (21) und vom ersten Mikrofon (31) im Nachhallfeld eines Nachhallraumes erfaßt werden; zunächst mit einer Schallquelle, deren Schalleistung zu messen ist und die in der Nähe des Schallkörpers (6) angeordnet ist, und anschließend mit einer Schallquelle bestimmter Sohalleistung, die in den Schallkörper eingesetzt ist, und dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Schallpegeldifferenzen mit der Schallquelle bestimmter Leistung die Schallpegeldifferenzen erreichen, die mit der zu messenden Schallquelle auftreten, die Schalleistung der zu messenden Schallquelle direkt an der Skala der Schallquelle mit vorgegebener Schalleistung ablesbar ist·

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zum Messen des Schallabsorptions- und Schallisolations-Koeffizienten die Differenzen der Schalldruckpegel bestimmt, die vom zweiten, und auf dem eine Schallquelle

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■it bestimmter Sohalleistung umgebenden Schallkörper (6) befestigten Mikrofon (21) und tob la Naohhallfeld ·1ηβ· Naehhallraumes angeordneten ersten Mikrofon (31) erfaßt werden; zunächst ohne und anschließend alt eine« Material la Nachhallraua, dessen Absorptionsfaktor direkt aus dor Differenz dor Schalldruckwerte bestirnt wird, die In doa Nachhallraum bein Fehlen und bei« Vorhandensein des Materials ermittelt werden·

4« Einrichtung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerfit zum Messen des Sohallabeorptlons- und Sohalliselations-Koeffizienten die Phasenrerschlebungen zwischen den Schallsignaion bestirnt, die το« zweiten und auf eine» eine Schallquelle alt aodulierter Leistung umgebenden SchallkOrper (6) befestigten Mikrofon (21) und dem la Nachhallfeld eines Nachhallraumes angeordneten ersten Mikrofon (31) zunfichst bei Abwesenheit und anschließend bei Anwesenheit eines Materials gemessen werden, dessen Absorptionsfaktor direkt aus der Phasenrersehiebung der Schallsignale ermittelt wird, die einaal ohne und einaal alt dem Material im Machhallraum gemessen werden·

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5· Einrichtung naeh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zum Messen des Schallabsorption- und Schallisolations-Koeffizienten zwei Demodulationsstufen (29, 39) für die Schallsignale aufweist, und die beiden Demodulationsstufen mit den Ausgängen des Sendekanals (II) und des Smpfangskanals (III) verbunden sind, und gekennzeichnet durch ein Phasenmeßgerät (40), das zwischen die Demodulationsstufen zur Anzeige der Phasenverschiebung zwischen den vom ersten Mikrofon (31) und den vom zweiten Mikrofon (21) gelieferten Signalen geschaltet ist·

6· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Vorrichtung zur Bewegungserteilung eine in einem Teleskopfuß (1) verschiebbare Stange (2) aufweist, die eine Kardangelenkstelle (5) trägt, deren Gelenkpunkt mit dem festen Punkt (54) des Stabes (3) zusammenfällt_o

7· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (3) alt einem teleskopartig verschiebbaren Stab (4) gekoppelt ist, an dessen einem Ende das erste

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Mikrofon (31) befestigt ist und nit welches der Abstand des festen Punktes (54) zum ersten Mikrofon (31) einstellbar ist, der größer sein kann als der Abstand des festen Punktes (54) von dem Schallkörper (6).

8, Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Motor (10) zum Antrieb eines der Enden des Stabes (3) über eine Kurbel (11) aufweist, der auf einer verschiebbaren Stange (13) in einem Teleskopfuß (14) so angeordnet ist, daß die Rotationsachse auf den festen Punkt (54) des Stabes (3) ausgerichtet 1st und daß dieser Stab (3) eine Bewegung ausführt, die Mantelflächen von zwei entgegengesetzten Kegeln beschreiben, die mit ihren Spitzen mit dem festen Punkt (54) zusammenfallen, wobei keine Eigendrehung des Stabes (3) erfolgt.

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