DK163400B - Sondemikrofon - Google Patents

Description

i

DK 163400 B

Opfindelsen angår en sondemikrofon omfattende en akustisk transducer med en kavitet, hvortil der er sluttet sonderør og et impedanstilpasningsrør.

5 En sondemikrofon skal kunne anvendes til at måle lydtrykket i et punkt, eksempelvis i et meget varmt miljø. Et aflangt sonderør i forbindelse med en mikrofonkapsel giver imidlertid nogle uønskede resonanser. Man har søgt at løse dette problem ved hjælp af et næsten uendeligt langt rør, hvortil der er 10 sluttet et forgreningsrør, som står i forbindelse med en kavitet og en mikrofonkapsel. Derved reduceres uønskede resonanser i en del af frekvensområdet. Mikrofonkapslen og den dertil hørende tilkobling belaster imidlertid på en uønsket måde, især ved høje frekvenser.

15

Formålet med opfindelsen er at anvise, hvorledes man tilvejebringer en sondemikrofon med en mere jævn overføringskarakteristik.

20 En sondemikrofon af den indledningsvis nævnte art er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at impedanstilpasningsrøret er delt op i flere mindre rør af et samlet tværsnitsareal i hovedsagen svarende til tværsnitsarealet af sonderøret. De mindre impedanstilpasningsrør forbedrer karakteristikken på grund 25 af deres større akustiske tab. Desuden kan der opnås en yderligere forbedring, hvis impedanstilpasningsrørene har forskellig længde, idet de allerede reducerede reflektioner delvis kan udbalancere hinanden.

30 Opfindelsen skal nærmere forklares i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en sondemikrofon ifølge opfindelsen, 35 fig. 2 den øverste del af sondemikrofonen i stort målforhold, fig. 3 de dertil hørende impedansti lpasningsrør vist i perspektiv og

DK 163400 B

2 fig. 4 frekvenskarakteristikken af sondemikrofonen.

Den i fig. 2 viste sondemikrofon omfatter et sonderør 1. Sonderøret 1 har en indvendig diameter på ca. 3,1 mm og en længde 5 på ca. 174 mm. Sonderøret 1 er ført ned til en cirkulær kavitet 2 foran membranen 3 af en kondensatormikrofon. Kaviteten 2 er på ca. 25,5 mm3. Oiameteren af kaviteten 2 er ca. 9,3 mm. Under membranen 3 ses en stubkonisk bagelektrode 4. Fra kaviteten 2 udgår fire kanaler 5, 5*, hvoraf kun to er vist. Disse 10 kanaler 5, 5' går over i hver sit rør 6, 6'. Rørene 6, 6' har en længde på henholdsvis 2480 mm, 2790 mm 3160 mm og 3525 mm. Rørene S, 6' anbringes med samme vinkelafstand i forhold til kaviteten 2. Den indvendige diameter af rørene er ca. 1,55 mm undtagen der, hvor rørene 6, 6' munder ud i kaviteten 2, idet 15 der der er to små huller for opnåelse af en bedre tilpasning.

De nævnte impedanstiIpasningsrør 6, 6' er ført op igennem et massivt legeme 7 til nogle vandrette kanaler 5, 5' i det øverste legeme 8. Selve impedanstilpasningsrørene 6, 6' er opvik-let og er indstøbt som vist i fig. 3.

20

Kondensatormikrofonen indeholder som før nævnt en stubkonisk bagelektrode 4, der er anbragt i et hulrum bag ved membranen 3. Bagelektroden 4 er fastgjort til en ikke vist isolator. Mikrofonhuset er den anden elektrode. Under den stubkoniske bag-25 · elektrode 4 ses resten af mikrofonlegemet (mikrofonkapslen).

I bunden af kapslen sidder der en kontakt, der står i forbindelse med en forforstærker 9, der er anbragt inde i spolen af opviklede tilpasningsrør 6, 6'.

30 Fig. 1 viser hele sondemikrofonen. Øverst ses en vindskærm 10. Vindskærmen 10 udgøres af skummateriale med åbne porer. Dette skummateriale er transparent for lyd. Den vindstøj, der kunne opstå omkring en fritstående mikrofon, er man ikke interesseret i at måle. Vindskærmen 10 reducerer luftstrømmen og derved 35 den vindinducerede støj. Sonderøret 1 er ført ned til mikrofonen, hvorfra signalet afgives til forforstærkeren 9. En elektrisk spænding anvendes til elektrisk kalibrering af systemet .

DK 163400 B

3

Selve målelegemet påvirker det akustiske felt, man ønsker at måle. Man er interesseret i at måle feltet uden mikrofonens tilstedeværelse, idet mikrofonen påvirker feltet. Også ved sondesystemet er der en overføringskarakteristik, der afviger 5 fra en flad overføringskarakteristik. Dette indvirker også på systemet. Frekvenskarakteristikken af mikrofonkapslen er heller ikke helt flad. Alle disse forhold udkompenseres i et filter 11. En kabeldriver tilvejebringer en tilpasning til opnåelse af . en lav udgangsimpedans således, at der kan trækkes 10 forholdsvis lange kabler. Hele beholderen er indkapslet og holdes tør af: hensyn til driftssikkerheden ved hjælp af en fugtfjerner 12. Det indikeres, når fugtfjerneren 12 er opbrugt.

15 Selve mikrofonen er anbragt på en stander eller en mast. Man rejser en mast og skruer en omløber fast på toppen af masten, således at hele mikrofonenheden bliver en del af masten. Derved forstyrres lydfeltet mindst muligt. Mikrofonen vil alternativt kunne anbringes på et trebenet fotostativ. For at gøre 20 den fast på fotostativet må der indrettes en særlig adaptor.

Det bedste ville være, hvis man kunne kalibrere med et kendt lydtryk således, at man kan undersøge, om mikrofonen svarer på den rigtige måde. Man kan imidlertid ikke lave en lydgiver, 25 der er tilstrækkeligt god. Prøvelydkilden 13 tjener til at afgive en nogenlunde kendt lyd for at undersøge, om der er lydgennemgang i systemet.

Fig. 4 viser et eksempel på en frifeltskarakteristik af den i 30 fig. 1 viste sondemikrofon. Kurven er næsten helt flad i intervallet 20-15 kHz. Anvendelsen af flere mindre tilpasningsrør af forskellig længde forbedrer især frekvenskarakteristikken i området under 5 kHz. Der, hvor mikrofonen er tilsluttet, er der ikke en impedans, der fuldstændigt svarer til impedans-35 en af sonderøret 1. Der er derfor en diskontinuitet, der giver anledning til reflektioner ved højere frekvenser. Karakteristikkens udsving ved de høje frekvenser er imidlertid for-

Claims (8)

1. Sondemikrofon omfattende en akustisk transducer med en kavitet (2), hvortil der er sluttet et sonderør (1) og et impedanstilpasningsrør, kendetegnet ved, at impedan- 15 stilpasningsrøret er delt op i flere mindre rør (6, 6') af et samlet tværsnitsareal i hovedsagen svarende til tværsnitsarealet af sonderøret (1).

2. Sondemikrofon ifølge krav 1, kendetegnet ved, 20 at impedanstilpasningsrørene {6, 6') har forskellige længder således, at de stående bølger i hver af impedanstilpasningsrørene (6, 6') udbalancerer hinanden.

3. Sondemikrofon ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet 25 ved, at impedanstilpasningsrørene (6, 6') er snoet omkring en fæl les kerne (9).

4. Sondemikrofon ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at sonderøret (1) har en indvendig diameter på ca. 3,1 mm. 30

5. Sondemikrofon ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at der er fire impedanstilpasningsrør (6, 6'), der hver især har en indvendig diameter på ca. 1,5 mm.

6. Sondemikofon ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de fire impedanstilpasningsrør (6, 6') har længder på hen holdsvis 2480, 2790, 3160 og 3525 mm. DK 163400 B 5

7. Sondemikrofon ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at kaviteten (2) er cirkulær og har en diameter på ca. 9,3 mm.

8. Sondemikrofon ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at volumenet af kaviteten (2) er på ca. 25,5 mm3. 10 15 20 25 30 35