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Einrichtung zum Messen der Schallintensität Gegenstand des Hauptpatents
6oo 518 ist ein Verfahren zum Messen der Schallintensität, das darauf hinausläuft,
daß der Druck und die Geschwindigkeit der Schallwelle getrennt in elektrische Änderungen
umgewandelt werden, die so kombiniert werden, daß man ein der Schallintensität entsprechendentsprechendes
es Meßergebnis erhält. -Bei den Einrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens wurde
die Geschwindigkeitsenergie mit .einem Geschwindigkeitsempfänger erfaßt, und man
war daher von der Richtung der Geschwindigkeitsenergie abhängig.
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Im Gegensatz hierzu soll eine Einrichtung geschaffen werden, die von
der Richtung der Geschwindigkeitsenergie unabhängig ist.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung erfaßt die Geschwindigkeitsenergie
durch Aufnahme ihrer drei Komponenten in einem räumlichen, vorzugsweise rechtwinkligen
Koordinatensystem mittels dreier in den Ebenen dieses Koordinatensystems angeordneter
Geschwindigkeitsempfänger und die ungerichtete Druckenergie mittels eines einzigen
Druckempfängers und bringt die so erhaltenen Energiebeträge summiert zur Anzeige,
Jeder der Geschwindigkeitsempfänger liefert, falls die Empfänger, in den Ebenen
eines räumlichen rechtwinkligen Koordinatensystems angeordnet sind, an den Ausgang
des zugehörigen Verstärkers eine Leistung, welche proportional ist dem Quadrat der
von ihm aufgenommenen Geschwindigkeitskomponente. Die Summe der Ausgangsleistungen
der drei Mikrophone ist also, entsprechend ihrer Anordnung in den Ebenen eines rechtwinkligen
Koordinatensystems, proportional der Summe der drei räumlichen Komponentenquadrate
und damit proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit selbst.
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Die Erfindung sei nun an Hand der Zeichnung erläutert.
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Fig. i zeigt schematisch die Anordnung der auf Druck- und auf Geschwindigkeitsenergie
ansprechenden Mikrophone.
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Fig. z zeigt Einzelheiten eines Geschwindigkeitsmikrophons, wie es
an sich bekannt ist. Fig.3 zeigt die Gesamtschaltung mit Einrichtungen zur Verstärkung,
Messung und Kombinierung der von den Mikrophonen kommenden Energien.
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Fig. q. zeigt eine abgeänderte Schaltung rund Fig. 5 eine einzelne
Energiemeßvorrichtung. Fig. i zeigt ein Kondensatormikrophon i o, dass auf den Druck
anspricht, und drei Bändchenmikrophone i i, 12 und 13, die auf die Geschwindigkeitskomponente
ansprechen. Das
Mikrophon io besteht aus zwei Platten i¢ und
15, von denen eine als starre Platte -und die andere als Membran ausgebildet
ist, die durch den Druck in Schwingungen versetzt werden kann. Die Geschwindigkeitsmikrophone
11, 12 und 13 Hegten so, daß i i in der Ebene XY, 12 in der Ebene YZ und
13 in der Ebene ZX liegt, wobei die Ebene des Mikrophons i o mit diesen drei
Ebenen parallel.sein oder einen Winkel dazu bilden kann. Die Ebenen der Mikrophone
i i, 12 und 13
stehen bei diesem Ausführungsbeispiel aufeinander senkrecht.
Alle Mikrophone sind so klein, daß sie das Schallfeld nicht wesentlich verzerren.
Das Geschwindigkeitsmikrophon (Fig. 2) besteht bekanntlich aus einem Bändchen 16,
das in einem durch die die beiden Polstücke 17 und 18 gebildeten magnetischen Feld
liegt. Diese Polstücke werden durch die Spule i9 erregt. Das Bändchen wird an seinen
Enden durch die Teile 2o rund 2 1 getragen. Wenn diese Bändchen und die Polstücke
17 und 18 genügend klein gemacht werden, wird das Mikrophon auf die
Geschwindigkeitskomponente der Schallwellen ansprechen. Die Schwingungen des Bändchens
im magnetischen Feld erzeugen eine EMK, die durch die Leitungen 22 und 23 einem
Verstärker zugeführt wird.
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Bei der Schaltung gemäß Fig.3 ist das Druckmikrophon io direkt mit
, dem Verstärker 2q. verbunden, der an eine Meßvorrichtung 25 angeschlossen ist.
Die Geschwindigkeitsmikrophone i r, 12 und 13 sind durch besondere Verstärker 24
mit ähnlichen Meßvorrichtungen 25 verbunden. Die Meßvorrichtungen ihrerseits führen
zueinem - Amperemeter-26. Die Möglichkeit, daß die Energie von einem Mikrophon die
-eines anderen Mikrophons infolge der Phasenunterschiede auslöschen könnte, wird
dadurch vermieden, daß zuerst die Energie von jedem Mikrophon in einer besonderen
Meßvorrichtung-gemessen wird und dann die gemessenen Energien kombiniert werden.
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Bei der Schaltung gemäß- Fig. g. wird die Energie von jedem Mikrophon
in einer besonderen Meßvorriehtung gemessen, ohne vorher verstärkt -zu sein. Der
kombinierte Ausgang dieser Meßvorrichtang wird .dann in 27 verstärkt und dem Meßgerät
zugeführt. In manchen Fällen ist es sogar zweckmäßig, alle Verstärker wegzulassen,
während es sich in anderen Fällen als zweckmäßig gezeigt hat, vor jeder Meßvorrichtung
besondere Verstärker und für die kombinierten Ausgänge einen gemeinsamen Verstärker
anzuordnen.
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Die Energiemeßvorrichtungen 25 bestehen gemäß Fig. 5 aus einem Thermokreuz
28 und einem Heizwiderstand 29 neben der Verbindungsstelle 3o des Thermopaares.
Mit dem Heizwiderstand 29 ist direkt der Verstärker oder das Mikrophon verbunden,
während die Leitungen 3 r zu Amperemetern oder Galvanometem führen können.