DE29903728U1

DE29903728U1 - Vorrichtung für die Lärmmessung

Info

Publication number: DE29903728U1
Application number: DE29903728U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2009-03-03
Also published as: GB9904694D0; GB2347501A

Description

Dipl.-Chem. Dr. Steffen ANDRAE

Dipl.-Phys. Dieter FLACH

Dipl.-Ing. Dietmar HAUG

Dipl.-Chem. Dr. Richard KNEISSL ·

Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Friedrich BAUER

Dipl.-Phys. Dr. Martin FRIESE

Balanstraße 55

81541 München

Unser Aktenzeichen: 3 031
Anmelderin: HONG, CHING-SHEN

Vorrichtung für die Lärmmessung Hintererrund der Erfindung

(1) Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Lärmmessung, insbesondere eine Vorrichtung für das Messen des Lärmes, der von einem Ventilator erzeugt wird.

(2) Beschreibung des damit in Beziehung stehenden Standes der Technik

Wenn eine Lärmquelle gemessen wird, wird der Meßfühler den Umgebungslärm und den tatsächlichen Lärm von der Quelle nachweisen. Der gemessene Wert, der den Umgebungslärm enthält, ist falsch. Es ist erforderlich, einen schalltoten Raum für das Eliminieren der Störung des Umgebungslarmes einzubauen. Die Ausrüstung für das Messen des Lärmes muß im schalltoten Raum angeordnet werden, um den äußeren Lärm zu isolieren. Die Kosten des Einbaus eines derartigen schalltoten Raumes sind jedoch sehr hoch. Daher stellt die Erfindung eine neuartige Vor-

richtung für die Lärmmessung bereit, damit der tatsächliche Lärm richtig gemessen werden kann, wobei er nicht den Umgebungslärm enthält.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung für die Lärmmessung, so daß der tatsächliche Lärm mit einer billigen, einfachen und genauen Vorrichtung richtig gemessen werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung für die Lärmmessung, so daß der Umgebungslärm durch eine billige, einfache und genaue Vorrichtung eliminiert werden kann, ohne daß ein kostspieliger schalltoter Raum benötigt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Schaltung entsprechend der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm, das die Funktion der Meßfühler entsprechend der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 3 ein Schaltbild, das die Verbindung der Meßfühler und der Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes entsprechend der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 4 ein Schaltbild, das die Verbindung der Signalgleichrichterschaltung und der Gleichstromverstärkerschaltung entsprechend der Erfindung veranschaulicht,

- 3 Fig.
5 eine Vergleichsschaltung entsprechend der Erfindung,

Fig. 6 eine Ergebnisanzeigeschaltung entsprechend der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

In der Ausführung der Erfindung wird eine Vorrichtung für das Messen des Lärmes von einem Ventilator beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Schaltung entsprechend der Erfindung. Eine Vorrichtung für die Lärmmessung weist auf: eine Meßfühlerschaltung 2, eine Schaltung 3 für das Eliminieren des Umgebungslärmes und eine Signalverarbeitungsschaltung 4. Mit Bezugnahme auf Fig. 2 weist die Meßfühlerschaltung 2 zwei Meßfühler 21 und 22 auf, die alle den Umgebungslärm nachweisen können. Der Ventilator 11, der geprüft wird, wird vor dem Meßfühler 21 montiert. Die Meßfühler sind professionelle Kondensatormikrofone mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit, oder es sind elektrodynamische Mikrofone mit niedriger Impedanz, hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit. Die Meßfühler weisen jedoch das charakteristische Merkmal einer hohen Verstärkung auf und sind geräuscharm.

Der Ausgang der Meßfühlerschaltung 2 ist mit dem Eingang der Schaltung 3 für das Eliminieren des Umgebungslarmes verbunden. Weil sowohl der Meßfühler 21 als auch 22 den Umgebungslärm nachweisen kann, kann der Umgebungslärm durch Umkehren der Phase des Wertes des Umgebungslärmes von einem der Meßfühler und Addieren des Wertes des Umgebungslarmes vom anderen Meßfühler eliminiert werden. Auf diese Weise kann der Umgebungslärm durch die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes eliminiert werden. Außerdem kann eine Differentialschaltung als Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslarmes verwendet werden. Weil beide Meßfühler 21, 22 den Umgebungslärm nachweisen können, wird der Umgebungslärm auf ein Gleichtaktsignal umgeschaltet. Daher kann der Gleichtaktumgebungslärm durch eine Differentialschaltung eliminiert werden.

Die Signalverarbeitungsschaltung 4 ermittelt, ob der Lärm akzeptabel ist oder nicht, indem sie in geeigneter Weise den eliminierten Umgebungslärm verarbeitet. Die Signalverarbeitungsschaltung 4 weist auf: eine Signalgleichrichterschaltung 41, eine Gleichstromverstärkerschaltung 42, eine Vergleichsschaltung 43 und eine Ergebnisanzeigeschaltung 44. Das Lärmsignal des Ventilators, das nicht den Umgebungslärm aufweist, wird zu einem Gleichstromlärmsignal durch die Signalgleichrichterschaltung 41 gleichgerichtet. Die Gleichstromverstärkerschaltung 42 verstärkt das Gleichstromlärmsignal. Die Amplitude des verstärkten Gleichstromlärmsignals ist dem tatsächlichen Lärm proportional. Die Vergleichsschaltung 43 liefert ein Bezugsniveau. Wenn das verstärkte Gleichstromlärmsignal größer ist als das Bezugsniveau, ist ein Ausgangssignal vorhanden, das anzeigt, daß der Lärm nicht akzeptabel ist. Die Ergebnisanzeigeschaltung 44 zeigt, ob der Lärm des Ventilators akzeptabel ist oder nicht.

Um die Erfindung weiter zu verstehen, werden die Schaltbilder wie folgt beschrieben. Fig. 3 ist ein Schaltbild, das die Meßfühlerschaltung und die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes entsprechend der Erfindung zeigt. Zwei Fälle werden wie folgt diskutiert.

(1) Wenn der Umgebungslärm erscheint, weisen sowohl der Meßfühler 21 als auch 22 in Fig. 3 den Umgebungslärm nach; danach wird das gleiche Umgebungslärmsignal durch die Operationsverstärker 31 und 32 verstärkt. Beispielsweise wird das Umgebungslärmsignal (eO) durch den Meßfühler 21 und bzw. den Meßfühler 22 nachgewiesen und gelangt danach durch den Operationsverstärker 31. Der Widerstand 33 gleicht dem Widerstand 34; daher beträgt der Ausgang des Operationsverstärkers 31 gleich (-eO) . Der Ausgang des Operationsverstärkers 31 ist mit der Stelle (A) durch den Widerstand 3 5 verbunden. Die Summe des Signals (-eO) und des Signals (eO) vom Meßfühler 22 ist Null, so daß die Spannung an der Stelle (A) Null ist; angegeben durch eO+(-eO)=O. Der Ausgang des Operationsverstärkers 32 ist noch

Null (e2 = 0) , selbst wenn das Signal an der Stelle (A) durch den Operationsverstärker 32 hindurchgeht. Daher wird das Umgebungslärmsignal (eO) eliminiert.

(2) Der Ventilator 11 wird vor dem Meßfühler 21 montiert. Das Lärmsignal des Ventilators durch den Operationsverstärker 31 wird zur Stelle (A) ausgegeben. Die Spannung an der Stelle (A) ist (-el) . Der Meßfühler 22 kann den Lärm des Ventilators nicht nachweisen, so daß das Lärmsignal des Ventilators vom Meßfühler 22 Null ist. Die Spannung an der Stelle (A) ist (-el)+O, und sie ist daher gleich (-el) . Das Signal (-el) durch den Operationsverstärker 32 wird zu (e2) verstärkt, das den Umgebungslärm nicht enthält.

Fig. 4 zeigt die Signalgleichrichterschaltung und die Gleichstromverstärkerschaltung. Mit Bezugnahme auf Fig. 4 wird die Zweiweggleichrichtung durch den Operationsverstärker 51 zustande gebracht. Der Eingang des Operationsverstärkers 51 ist mit dem Ausgangssignal (e2) des Operationsverstärkers 32 in Fig. 3 verbunden, das ein Wechselstromsignal ist. Der Widerstand 52 und der Widerstand 53 sind die Verstärkungsregelwiderstände. Der Widerstand 54 und der Widerstand 55 funktionieren als die Vorspannung des Operationsverstärkers 51, so daß das Wechselstromsignal zweiweggleichgerichtet werden kann, ohne jegliche Unterbrechung, die zu einem falschen Ergebnis führt. Der Kondensator 56 funktioniert als ein Filter für die Vorspannung, um so eine gleichmäßige Vorspannung für den Operationsverstärker 51 bereitzustellen. Die Dioden 57 und 58 funktionieren als Gleichrichterdioden. Die gleichgerichtete Gleichspannung wird durch den Operationsverstärker 59 verstärkt und gefiltert; danach wird der gleichmäßige Gleichspannungsausgang (e3) erhalten.

Fig. 5 zeigt ein Vergleichsschaltungsdiagramm entsprechend der Erfindung. Die Amplitude der Spannung (e3) vom Ausgang des Operationsverstärkers 59 ist dem tatsächlichen Lärm proportional. Je größer der Lärm ist, desto höher wird die Gleich-

spannung (e3) erhalten. Je geringer der Lärm ist, desto niedriger wird die Gleichspannung (e3) erhalten. In Fig. 5 ist eine regelbare Bezugsspannung vorhanden, um zu ermitteln, ob der Lärm akzeptabel ist. Das Signal (e3) ist die Eingangsspannung in Fig. 5. Der Operationsverstärker 61 funktioniert als ein Vergleicher. Der regelbare Widerstand 62 kann einen Gleichspannungspegel (Vref) einstellen, unterhalb dessen der Lärm des Ventilators akzeptabel ist. Wenn e3>Vref, gibt der Operationsverstärker 61 eine Gleichspannung aus. Daher, je größer der Wert von e3>Vref ist, desto größer gibt der Ausgang des Operationsverstärkers 61 proportional aus. Der Operationsverstärker 63 funktioniert als ein Puffer für die Ausgangsgleichspannung. Wenn das Signal (e3) größer ist als die Bezugsspannung, gibt die Schaltung das Ergebnis (e4) aus, und das Signal (e4) ist dem Lärm proportional. Wenn das Signal (e3) niedriger ist als die Bezugsspannung, gibt die Schaltung das Ergebnis (e4=0) aus. Auf der Basis des Signals (e4) kann ermittelt werden, ob der Lärm akzeptabel ist.

Fig. 6 zeigt eine Ergebnisanzeigeschaltung entsprechend der Erfindung. Entsprechend der Amplitude des Signals (e4) leuchten die LEDs 71, 72, 73, 74 oder 75 aufeinanderfolgend auf. Wenn das Signal (e4) am kleinsten ist, leuchtet die LED 71. Alternativ, wenn das Signal (e4) am größten ist, leuchtet die LED 75. Die LEDs 71, 72 und 73 zeigen grün, um darzustellen, daß der Lärm des Ventilators akzeptabel ist. Die LED 74 zeigt gelb, um darzustellen, daß der Lärm des Ventilators nicht akzeptabel ist, aber immer noch bedingt akzeptabel ist. Die LED 75 zeigt rot, um darzustellen, daß der Lärm des Ventilators zu groß ist, um akzeptabel zu sein. Durch die am LED angezeigte Farbe kann man sehen, ob der Lärm akzeptabel ist oder nicht.

Die Erfindung stellt ebenfalls eine Vorrichtung für das Eliminieren des Umgebungslarmes bereit. Daher besteht keine Notwendigkeit für einen kostspieligen schalltoten Raum. Die Vorrichtung für das Eliminieren des Umgebungslärmes kann den Umgebungslärm mittels einer billigen, einfachen und genauen

Vorrichtung eliminieren, die aufweist: eine Meßfühlerschaltung und eine Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes. Die Meßfühlerschaltung weist zwei Meßfühler auf, und beide Meßfühler können den Umgebungslärm nachweisen. Beim Betrieb wird die Lärmquelle vor einem der Meßfühler angeordnet. Die Meßfühler sind professionelle Kondensatormikrofone mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit, oder es sind elektrodynamische Mikrofone mit niedriger Impedanz, hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit, und sie weisen außerdem das charakteristische Merkmal einer hohen Verstärkung auf und sind geräuscharm. Beim Betrieb ist der Eingang der Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslarmes mit dem Ausgang der Meßfühlerschaltung verbunden, um so den Umgebungslärm zu eliminieren. Weil beide Meßfühler den Umgebungslärm nachweisen können, kann der Umgebungslärm durch Umkehren der Phase des Wertes des Umgebungslarmes von einem der Meßfühler und danach Addieren des Wertes des Umgebungsl arme s vom anderen Meßfühler eliminiert werden. Außerdem kann eine Differentialschaltung benutzt werden, um als die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslarmes zu funktionieren. Weil beide Meßfühler den Umgebungslärm nachweisen können, ist der Umgebungslärm ein Gleichtaktsignal. Daher kann der Gleichtaktumgebungslärm durch eine Differentialschaltung eliminiert werden.

Entsprechend der Erfindung kann die Vorrichtung für die Lärmmessung mittels einer billigen, einfachen und genauen elektronischen Schaltung realisiert werden. Es besteht keine Notwendigkeit, einen kostspieligen schalltoten Raum einzurichten, und die Schaltung entsprechend der Erfindung kann den Lärm richtig messen und die Störung des Umgebungslarmes eliminieren.

Claims

1. Vorrichtung für die Lärmmessung, die aufweist:

1. eine Meßfühlerschaltung mit zwei Meßfühlern, um den Umgebungslärm nachzuweisen, bei der eine zu prüfende Lärmquelle vor einem der Meßfühler angeordnet wird;

2. eine Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes, bei der eine Eingangsklemme der Schaltung mit einem Ausgang der Meßfühlerschaltung verbunden ist; und

3. eine Signalverarbeitungsschaltung, die in geeigneter Weise den Lärm mit Ausnahme des eliminierten Umgebungslärmes verarbeitet, um zu ermitteln, ob der Lärm akzeptabel ist oder nicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßfühler professionelle Kondensatormikrofone mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßfühler elektrodynamische Mikrofone mit niedriger Impedanz und hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes die Phase des Umgebungslärmes von einem der Meßfühler umkehrt und danach den Umgebungslärm vom anderen Meßfühler darin addiert, um so den Umgebungslärm zu eliminieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes eine Differentialschaltung ist, die den Gleichtaktumgebungslärm von den zwei Meßfühlern eliminiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Signalverarbeitungsschaltung aufweist:

1. eine Signalgleichrichterschaltung für das Gleichrichten eines eliminierten Umgebungslärmsignals in ein Gleichstromlärmsignal;

2. eine Gleichstromverstärkerschaltung für das Verstärken des Gleichstromlärmsignals;

3. eine Vergleichsschaltung mit einem Bezugsniveau für das Vergleichen eines verstärkten Gleichstromlärmsignals, um ein Signal auszugeben, das anzeigt, daß der Lärm nicht akzeptabel ist, wenn das verstärkte Gleichstromlärmsignal größer ist als das Bezugsnivau.

7. Vorrichtung für das Eliminieren des Umgebungslärmes, die aufweist:

1. eine Meßfühlerschaltung mit zwei Meßfühlern, um den Umgebungslärm nachzuweisen, bei der eine zu prüfende Lärmquelle vor einem der Meßfühler angeordnet wird; und

2. eine Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes, bei der eine Eingangsklemme der Schaltung mit einem Ausgang der Meßfühlerschaltung verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Meßfühler professionelle Kondensatormikrofone mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Meßfühler elektrodynamische Mikrofone mit niedriger Impedanz und hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes die Phase des Umgebungslärmes von einem der Meßfühler umkehrt und danach den Umgebungslärm vom anderen Meßfühler darin addiert, um so den Umgebungslärm zu eliminieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Schaltung für das Eliminieren des Umgebungslärmes eine Differentialschaltung ist, die den Gleichtaktumgebungslärm von den zwei Meßfühlern eliminiert.