HU193310B - Method and measuring arrangement for detecting transmission of airborne sound - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás és mérőelrendezés léghangátvitel meghatározására műszaki közegekben, főleg olyan bonyolultabb üreges rendszerekben, amelyek méretei a hallható hangfrekvenciák hullámhosszainak nagyságrendjébe esnek, vagy azt meghaladják, például erőgépek vagy munkagépek zárt és nyitott térrészeiben.

Eljárások és berendezések, amelyek bonyolult műszaki üregrendszerek, például erőgépek, sínjárművek, vagy más, hangforrással rendelkező és kezelőszemélyzetet, vagy utasokat szállító járművek, illetve munkagépek léghangátviteli jellemzőinek meghatározására szolgálnak, ismertek. A „Technisches Messen atm című folyóirat 1978. évi 5. számában, a 191 — 192. oldalon például személygépkocsi motorja és az utastér közötti léghangátvitel mérésére vonatkozó megoldást ismertetnek. Ennél a megoldásnál a motortérből zajgenerátor, szűrőegység, teljesítményerősítő és hangszórók révén reprodukálható léghangspektrumot sugároznak, és az utastérben elrendezett mikrofon, erősítő, szűrőegység és szintíró segítségével a mikrofon körzetében érzékelhető léghangszint-spektrumot regisztrálnak.

Az eljárás hiányossága, hogy az utastéren belüli léghangszint-változásokról csak viszonylagos információt nyújt, a léghangátviteli függvény abszolút frekvenciamenetének, így az esetleges túl magas hangnyomásszint okainak meghatározására azonban nem alkalmas. Az eljárás további hátránya, hogy a motor eltávolításával és a hangszóró elhelyezésével a motortér térakusztikai jellemzői megváltoznak.

A DE 27 20 605, DE 28 15 368 és a DE 32 37 262 számú közrebocsátási iratokban ismertetett megoldások a motor- és utastér közötti léghangátvitel mérése során felhasznált hangszórók hangnyomásszint-frekvenciamenetének kiegyenlítésére szolgálnak, vagyis az alkalmazott hangszórójel konstans értékre történő szabályozására irányulnak. A szabályozás a hangszóró membránjával összekapcsolt különböző mérőérzékelők, kapacitív és optoelektronikai átalakítóelemek és Hali-elem révén történik.

Hangszórók hangnyomásszintjének szabályozására vonatkozó speciális megoldást ismertet a DE 27 28 866 számú közzétételi irat, amely szerint a hangszóró mesterséges szájban van elrendezve, amely távbeszélőmikrofonok vizsgálatára szolgál, A szabályozás céljára a mesterséges szájban külön mérőmikrofon van elhelyezve.

Ez utóbbi eljárások közös hiányossága, hogy egyetlen hangforrás hangnyomásszintjének szabályozására vonatkoznak, nem alkalmasak azonban egy zárt térrészben elrendezett hangszórókombináció hangteljesítményszintjének szabályozására.

A technika állásához tartozik továbbá a BIN 52 210, illetőleg a TGL 10 687 számú ki adványokban ismertetett, egyenes falelemek 2 léghangtompításanak meghatározására szolgáló épületakusztikai mérőhely is, amely például a DE 26 20 327 számú közrebocsátási irat szerint, programvezérlőkapcsolás és számítógép segítségével teljesen automatizált mérőhellyé bővíthető.

Az épületakusztikai mérőhely módosítására vonatkozik az úgynevezett „Ingolstadtj eljárás”, amelyet az „Automobiltechnische Zeitschrift 76 1974. évi évfolyamának 10. számában a 322—327. oldalakon ismertetnek. Az eljárás révén a teljes karosszéria-válaszfal líghangcsillapítása határozható meg.

A léghangcsillapítás mérésére szolgáló eljárások üreges térszerkezetek léghangátviteli függvényének meghatározására nem alkalmasak, mivel az adó- és vevőtérrészek térakusztikai jellemzőit figyelmen kívül hagyják.

A gépakusztika területén speciális átviteli jellemzők leírására ismert továbbá vonatkoztatott szintértékek alkalmazása. Az ilyen megoldásoknál eltérő mennyiségekből szintkülönbségi értékeket képeznek. Ilyen eljárásra mutat példát az NDK Munkavédelmi Központi Intézetének a Munka- és Bérügyi Államtitkárság részére készített 776 számú beszámolója (Drezda 1977, 55. oldal), ahol erőre vonatkoztatott hangteljesítményszinteket adnak meg. A különbségi értékeket a hangteljesítményszintekből és az őket kiváltó eröértékekből képezik. Ez a mennyiség üregrendszeren belüli léghangátviteli függvény leírására nem alkalmas.

A találmánnyal célunk gépjárművek és munkagépek üregrendszerén belüli léghangátvitel pontos meghatározása révén a vizsgált eszközre megállapított előírások anyagtakarékossági szempontból optimális konstruktív felépítéssel történő teljesítésének elősegítése, ezáltal a környezetvédelmi törekvések támogatása és a kezelőszemélyzet, illetve az utasok munka- és életkörülményeinek javítása.

A találmánnyal megoldandó feladat tehát a vizsgált üreges rendszeren belüli léghangátvítel frekvenciamenetének pontos meghatározására alkalmas eljárás és mérőelrendezés kifejlesztése. Olyan megoldásra törekszünk, amelynek révén a mérendő frekvenciamenet egyetlen mérőhellyel az üreges rendszer valamennyi lényeges akusztikai jellemzőjét mint egészet jellemzi.

A kitűzött feladatot azáltal oldottuk meg, hogy a vizsgált eszköz valódi zajforrásának helyén elrendezett ismert hangteljesítménykarakterisztikájú helyettesítő hangforrás által mérőjelet bocsátunk ki, amelynek frekvenciáját folyamatosan változtatjuk, és ezzel egyidejűleg kiválasztott mérőpontban a hangnyomásszintet folyamatosan mérjük. A találmány lényege, hogy a valódi zajforrás által kibocsátott zajt szimuláló mérőjelként a helyettesítő hangforrás és a vele vezérlő jelkapcsolatban lévő jelgenerátor segítségével folyamatosan áthangolt frekvenciájú szinuszjelet vagy folyamatosan áthangolt középfrekvenciájú keskenysávú zajt állítunk elő, amelynek is-2193310 mert hangteljesítményszintjéből és a kiválasztott mérőpontban mért hangnyomásszintből különbséget képezünk. Ezt a külőnbségjelet, amelyet a kiválasztott mérőpont teljesítményre vonatkoztatott hangnyomásszintjeként definiálunk, szintírőval regisztráljuk. A kapott frekvenciamenet a vizsgált rendszer léghangátvitelét komplex módon jellemzi.

A találmány szerinti mérőelrendezésben a valódi zajforrást szimuláló ismert hangteljesítménykarakterisztikájú helyettesítő hangforrást a valódi zajforrásnak megfelelő térbeli elrendezésű és akusztikai jellemzőjű elektrodinamikus hangszórókból alakítottuk ki. A helyettesítő hangforrással teljesítményerősítőn keresztül változtatható frekvenciájú szinuszgenerátor, vagy változtatható középfrekvenciájú keskenysávú zajgenerátor van vezérlő jelkapcsolatban, amely a helyettesítő hangforrás változó frekvenciájú bemenőjelét állítja elő. A kiválasztott mérőpontban elhelyezett hangnyomásszintmérő egység előnyösen mikrofonerősítövel összekapcsolt mérőmikrofon. A hangnyomásszintmérő egység kimenete a szintíróra csatlakozik.

A helyettesítő hangforrás és a változtatható frekvenciájú szinuszgenerátor, illetve a változtatható középfrekvenciájú keskenysávú zajgenerátor közé a találmány szerint elektroakusztikus szabályozóegység van iktatva, amely előnyösen hangszigetelt kamrában elrendezett elektrodinamikus hangszóróból és mérőmikrofonból van kialakítva. Az elektroakusztikus szabályózóegység bemenetére ugyanaz a bemenőjel kerül, amely a helyettesítő hangforrást vezérli, és ebből a bemenőjelből a szabályozóegység a helyettesítő hangforrás hangteljesítményének frekvenciamenetével megegyező frekvenciamenetű hangnyomást állít elő. Az elektroakusztikus szabályozóegység kimenete mikrofonerősítőn keresztül csatlakozik a változtatható frekvenciájú szinuszgenerátor, illetve a változtatható középfrekvenciájú keskenysávú zajgenerátor vezérlőerősítőjére, így a szinuszgenerátor, illetve a zajgenerátor vezérlésére felhasználható.

A találmány szerinti mérőelrendezés lehetőséget nyújt stacionárius állapotok vizsgálatára is. Ilyen esetekben konstans középfrekvenciájú szűksávú zajt, vagy konstans frekvenciájú szinuszjelet kell alkalmazni. Ezáltal stacionárius rezonanciaállapotok hozhatók létre, és a r’ezonanciás megnövekedések más mérőeszközök bevonásával is vizsgálhatók (például üregrezonanciaterek és hajlítóhullámterek letapogatása révén).

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:

Az 1. ábrán a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas példaként! mérőelrendezést tüntettünk fel;

A 2. ábrán a találmány szerinti mérőelrendezés példakénti kiviteli alakjának blokkvázlatát ábrázoltuk;

A 3. ábrán a helyettesítő hangforrás néhány példakénti kiviteli alakját·;

A 4. ábrán az elektroakusztikus szabályozóegység példakénti kiviteli alakját tüntettük fel.

Amint az 1. ábrából kitűnik, a valódi zajforrást szimuláló 1 helyettesítő hangforrás, amelynek frekvenciafüggő hangteljesítményszint-karakterisztikája szabadban végzett mérések alapján ismert, gépjármű motorházában a motor helyén van elrendezve. Annak érdekében, hogy a motortér térakusztikai jellemzői jelentős mértékben ne változzanak, az helyettesítő hangforrás térbeli kialakítása és akusztikai jellemzői a motoréhoz hasonlók. Kiválasztott mérőpontokban, például a vezető helyén, vagy a gépkocsi oldalától meghatározott távolságban a hangnyomásszint folyamatos mérésére szolgáló 5 mérőmikrofonok vannak elrendezve.

Amint a 2. ábrán feltüntettük, az 1 helyettesítő hangforrás önmagában ismert 2 teljesítményerősítőn keresztül változtatható középfrekvenciájú keskenysávú 3 zajgenerátorral van összekapcsolva. A 3 zajgenerátor 4 szintíróval van jelcsatolt kapcsolatban, amely a 3 zajgenerátor középfrekvenciájának folyamatos hangolását biztosítja. Az 5 mérőmikrofon kimenete 6 mikrofonerősítőn keresztül a 4 szintíró bemenetére csatlakozik.

Az 1 helyettesítő hangforrás bemenete 7 szabályozóegység bemenetével van összekötve. A 7 szabályozóegység hangszigetelt 11 kamrában elhelyezett elektrodinamikus 10a hangszóróból és 8 mérőmikrofonból épül fel. A 8 mérőmikrofon kímenete, amely egyúttal a 7 szabályozóegység kimenete, 9 mikrofonerősítőn keresztül a 3 zajgenerátor bemeneti vezérlőerősítőjére csatlakozik. A 9 mikrofonerősítő kimenetéről érkező hangnyomásjel frekvenciamenete az 1 helyettesítő hangforrás hangteljesítményének frekvenciamenetével megegyezik. Ilyen szabályozással elérhető, hogy az 1 helyettesítő hangforrás jelteljesítményszintjének frekvenciamenete konstans legyen. Ekkor a 4 szint író által regisztrált hangnyomásszint-karakterisztika a találmány szerint definiált teljesítményre vonatkoztatott hangnyomásszint frekvenciamenetével megegyezik. A teljesítményre vonatkoztatott hangnyomásszint meghatározása tehát szintkülönbségképzés helyett egyszerűen a 4 szintíró által regisztrált diagramm ordinátájának korrekciójával történhet.

Amint-a 3. ábrán feltüntettük, az 1 helyettesítő hangforrás rétegelt lemezből kialakított 14 doboz felületén egyenletes eloszlásban elrendezett elektrodinamikus 10 hangszórókból épül fel. A 10 hangszórók elektromosan úgy vannak összekapcsolva, hogy rezgési fázisuk azonos és összimpedanciájuk, vagyis az 1 helyettesítő hangforrás villamos impedanciája a teljesítményerősítő kimenőoldali belső impedanciájához illesztett.

A 4. ábrán látható, hogy a 7 szabályozóegység 11 kamrája, amely előnyösen fából készült, hangszigetelő 12 béléssel van ellátva. A 10a 3

-3193310 hangszóró, amely előnyösen az 1 helyettesítő hangforrásban alkalmazott elektrodinamikus 10 hangszórókkal megegyezik, a hangszigetelt 11 kamrában elrendezett 13 tartólemezen van rögzítve. A 8 mérőmikrofon a 11 kamra falában és a 12 bélésben kiképzett furatban van rögzítve. A 7 szabályozóegység fenti kialakításával, az 1 helyettesítő hangforrásban alkalmazott elektrodinamikus 10 hangszórókkal megegyező 10a hangszóró választásával és a hangszigetelő 12 bélés, valamint a 13 tartólemez megfelelő kialakításával a 8 mérőmikrofon által mért hangnyomásszint frekvenciamenetének az 1 helyettesítő hangforrás hangteljesííményszint-frekvenciamenetétől való eltérése ±1,5 dB tartományon belül tartható.

Claims (7)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás léghangátvitel meghatározására, amelynek során valódi zajforrás helyén elrendezett, ismert hangteljesítménykarakterisztikájú helyettesítő hangforrás révén folyamatosan változó frekvenciájú mérőjelet bocsátunk ki, és ezzel egyidejűleg kiválasztott mérőpontban folyamatosan hangnyomásszintet mérünk, azzal jellemezve, hogy a helyettesítő hangforrás (1) és vele vezérlő jelkapcsolatban lévő szinuszgenerátor vagy zajgenerátor (3) segítségével mérőjelként folyamatosan áthangolt frekvenciájú szinuszjelet, illetve folyamatosan áthangolt középfrekvenciájú keskenysávú zajt állítunk elő, amelynek ismert hangteljesítményszintjéből és a kiválasztott mérőpontban mért hangnyomásszintből különbséget képezünk, amelyet a kiválasztott mérőpont teljesítményre vonatkoztatott hangnyomásszintjeként definiálunk, és amelynek frekvenciamenetét szintíróval (4) regisztráljuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a frekvencia függvényében konstans hangteljesítménykarakterisztikájú mérőjelet állítunk elő, és a teljesítményre vonatkoztatott hangnyomásszint frekvenciamenetének meghatározását a szintíró (4) által re6 gisztrált karakterisztika ordinátájának korrekciója által végezzük.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mérőjel frekvenciájának folyamatos változtatását a szinuszgenerátorral, illetve a zajgenerátorral (3) jelcsatolt szintírón (4) keresztül végezzük.

4. Mérőelrendezés léghangátvitel meghatározására, amelynek valódi zajforrás helyén

10 elrendezett ismert hangtel jesítménykarakterisztikájú helyettesítő hangforrása (1) és legalább egy kiválasztott mérőpontban elrendezett hangnyomásszintmérő egysége van, azzal jellemezve, hogy a helyettesítő hangforrás (1) a ₁₅ valódi zajforrást szimuláló tárbeli elrendezésű és akusztikai karakterisztikájú elektrodinamikus hangszórókból (10) van kialakítva, és a helyettesítő hangforrással (1) teljesítményerősítőn (2) keresztül változtatható frekven20 ciájú szinuszgenerátor, vagy változtatható frekvenciájú keskenysávú zajgenerátor (3) van vezérlő jelkapcsolatban, továbbá a hangnyomásszintmérő egység a szinuszgenerátora, illetve változtatható középfrekvenciájú

25 keskenysávú zajgenerátorra (3) csatlakozó színtíróval (4) van összekötve.

5. A 4. igénypont szerinti mérőelrendezés, azzal jellemezve, hogy a hangnyomásszintmérő egység mikrofonerősítővel (6) összekap30 csőit mérőmikrofonként (5) van kialakítva.

6. A 4. igénypont szerinti mérőelrendezés, azzal jellemezve, hogy a helyettesítő hangforrás (1) bemenete és a változtatható frekvenciájú szinuszgenerátor, illetve a változtatható

35 középfrekvenciájú keskenysávú zajgenerátor (3) közé a helyettesítő hangforrás (1) hangteljesítményének frekvenciamenetével megegyező frekvenciamenetű hangnyomás képzésére szolgáló szabályozóegység (7) van iktat40 va.

7. A 6. igénypont szerinti mérőelrendezés, azzal jellemezve, hogy a szabályozóegység (7) hangszigetelt kamrában (11) elrendezett elektrodinamikus hangszóróból (10a) és mérőig mikrofonból (8) felépített elektroakusztikus egységként van kialakítva.