PT1010167E

PT1010167E - Processo e dispositivo para atenuar o movimento de uma parede

Info

Publication number: PT1010167E
Application number: PT79103496T
Authority: PT
Inventors: Kari Kirjavainen
Original assignee: Panphonics Oy
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 2002-01-30
Also published as: DE69706329T2; NO991502D0; EP1010167B1; CA2267840A1; FI963988A0; JP2001502023A; NO991502L; EP1010167A1; JP3754089B2; ATE204668T1; DE69706329D1; AU4462497A; ES2160971T3; DK1010167T3; WO1998015944A1; US6590985B1

Description

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"PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A TENUAR O MOVIMENTO DE UMA PAREDE" A presente invenção refere-se a um método para atenuar um movimento de uma parede, ou de uma parte da mesma, método no qual o movimento aplicado à parede é medido sendo produzida uma força de sentido contrário, a qual é oposta ao movimento aplicado e é substancialmente da mesma dimensão. A invenção refere-se ainda a um dispositivo para impedir um movimento de uma parede, ou de uma parte da mesma, método no qual o movimento aplicado à parede é medido sendo produzida uma força de sentido contrário, a qual é oposta ao movimento aplicado e é substancialmente da mesma dimensão. A Patente do Japão n° 07 210 174 revela um método de isolamento sonoro em que o ruído que passa através de uma parede é atenuado. A aceleração da parede provocada pelo ruído aplicado à parede é detectada por sensores e uma força de travagem na direcção oposta é aplicada à parede por um activador de modo a suprimir a vibração detectada pelos sensores. Contudo, um tal dispositivo provoca novos modos de vibração acústica na parede, o que aumenta a tensão nas estruturas da parede. A Patente dos Estados Unidos n° 5 018 203 revela um aparelho para atenuar o ruído, compreendendo um diafragma móvel, um movimento que, provocado pelo ruído, é medido sendo aplicado ao diafragma, de um modo elcctrico, um movimento de sentido oposto. A intenção é tomar o diafragma imóvel e produzir deste modo uma estrutura de atenuação do ruído. Um tal diafragma impermeável ao ar gera som, o que não é adequado para atenuar vibrações. 2

A Patente do Reino Unido n° 2 091 064 revela uma solução na qual um som contrário é criado por uma janela, em que o ruído é impedido de entrar no edifício através da janela. Nesta solução, as janelas constituem um altifalante electrostático que gera um som de sentido contrário. Uma tal solução é complicada e pouco prática, sendo adequada para ser usada exclusivamente com estruturas flexíveis. O objecto da presente invenção é fornecer um método e um dispositivo por intermédio do qual um movimento de uma parede pode ser amortecido de um modo bastante simples e eficaz. O método de acordo com a invenção é caracterizado por ser fornecida uma força de direcção contrária por intermédio de uma placa de massa permeável ao ar, a qual se encontra substancialmente paralela a uma superfície da parede, controlando a resistência de um campo eléctrico entre a superfície da parede e a placa de massa por intermédio de um sinal obtido a partir da medição do movimento da parede de modo a mover a placa de massa.

Adicionalmente, a disposição de acordo com a presente invenção é caracterizada por os meios destinados a produzirem a força em direcção contrária serem constituídos por uma placa de massa permeável ao ar, a qual se encontra substancialmente paralela à superfície de uma parede, e por o dispositivo compreender meios destinados a controlar a resistência de um campo eléctrico entre a superfície da parede e a placa de massa por intermédio de um sinal obtido a partir da medição do movimento da parede.

Uma ideia essencial da invenção reside no facto de um movimento da parede ser impedido por intermédio de uma placa de massa permeável ao ar, que se encontra em paralelo com uma superfície de parede, controlando a resistência de um campo eléctrico entre a superfície da parede e a placa de massa de modo a proporcionar uma força oposta à força de movimentação da parede. A ideia de uma forma de realização preferencial reside no facto de a placa de massa ser fabricada de um material poroso. A ideia de uma segunda forma de realização preferencial é a placa de massa ser separada 1 1 '1

J y de modo a gerar um sinal proporcional à aceleração. A ideia de uma terceira fornia de realização preferencial é a parede ser constituída por pelo menos duas placas de estator ligadas uma à outra estando uma placa de massa colocada entre elas.

Uma vantagem da presente invenção reside no facto de não serem produzidos novos pontos de vibração na parede quando o movimento da parede é atenuado por intermédio de uma placa de massa. Como a placa de massa é permeável ao ar não provoca qualquer flutuação da pressão nos seus distintos lados e, como tal, não gera qualquer onda de som mas amortece somente a vibração da parede através da aceleração da sua massa. A placa de massa porosa absorve os sons elevados também de um modo passivo e actua como uma boa protecção eléctrica e mecânica e, adicionalmente, é evitada uma ressonância do movimento graças às perdas de fluxo geradas no material poroso. A invenção encontra-se descrita de um modo mais detalhado nos desenhos anexos, em que a Figura 1 ilustra de um modo esquemático e em corte transversal uma solução de acordo com a invenção, a Figura 2 ilustra de um modo esquemático e em corte transversal uma segunda solução de acordo com a invenção, a Figura 3 ilustra de um modo esquemático e em corte transversal uma terceira solução de acordo com a invenção, a Figura 4 ilustra de um modo esquemático e em corte transversal uma quarta solução de acordo com a invenção, a Figura 5 ilustra de um modo esquemático e em corte transversal uma quinta solução de acordo com a invenção, a Figura 6 ilustra de um modo esquemático e em corte transversal uma sexta solução de acordo com a invenção. A Figura 1 ilustra de um modo esquemático uma solução de acordo com a invenção. Por exemplo, quando a intenção é fornecer paredes de isolamento acústico que sejam finas ou paredes para aplicações de vários compartimentos, deverá ser possível parar um movimento aplicado a uma parede por uma onda de som. Uma onda de som aplica à parede uma força de movimentação de aproximação e afastamento que é cancelada por uma força oposta usando o método e o dispositivo de acordo com a presente invenção. A parede pode, por exemplo, ser uma separação, um tecto, um pavimento ou qualquer parte deles. Na Figura 1, a parede é constituída por placas de estator 1 e 2, entre as quais é posicionada uma placa de massa móvel 3. A aceleração causada por uma força Fj de movimentação da parede às placas de estator 1 e 2 é medida por um sensor 6. O referido sinal, muito amplificado, é introduzido de modo a controlar o movimento da placa de massa móvel 3. A placa de massa 3 é influenciada por forças Fa e Fb de modo a que

Fa - '/kA (Un-AU)2 ~ „ 2 e

Fb = ΆεΑ (Un + AUV _ 2 em que ε é a constante dielectrica do meio A é a área da placa de massa 3 U0 é a voltagem de enviesamento AU é a voltagem de controlo sa é a distância entre a placa de massa e a primeira placa de estator 1 e sb ó a distância entre a placa de massa 3 e a segunda placa de estator 2.

As placas de estator 1 e 2 são então influenciadas por uma força F2 de modo a que F, = 2εΑ UnAU)2 s2 cm que s = sa + sb· Introduzindo o sinal medido a partir da aceleração das placas de estator 1 e 2, muito amplificado, para controlar a resistência de um campo eléctrico entre a superfície de parede e a placa de massa 3, e deste modo um movimento d placa de massa 3, é possível ajustar a força F, de movimentação da parede e a força F2 igual de sentido contrário, em que a parede permanece na sua posição e não permite a passagem de som. A força de sentido contrário F2 está também adaptada de modo a que F2 = m * a, em que m é a massa da placa de massa 3 e a é a aceleração da placa de massa 3 de sinal idêntico como a medição do sinal medido pelo sensor 6. E essencial que a placa de massa 3 seja permeável ao ar de modo a não gerar pressão ou ondas de som em lados diferentes. A placa de massa 3 é, de um modo mais preferencial, fabricada num material poroso em que a placa de massa 3 absorve sons elevados também de um modo passivo e actua como uma boa protecção eléctrica e mecânica sendo evitadas as ressonâncias do movimento. De modo a transmitir o movimento da massa de uma forma tão boa quanto possível às placas de estator 1 e 2, a placa de massa 3 encontra-se concebida de modo a apresentar zonas mais estreitas 5 e uma parte da placa de massa 3 é formada em zonas de aperto 4, por intermédio das quais a placa de massa é presa às placas de estator 1 e 2.

Como placas de estator 1 e 2 podem ser, por exemplo, usadas placas dc metal, placas acústicas ou, em princípio, qualquer material de construção; uma parede de cimento, por 6

exemplo, pode servir como segunda placa de estator. Caso uma placa de estator não seja condutora eléctrica, a mesma será revestida com um material condutor eléctrico. A superfície interna das placas de estator 1 e 2 será, de preferência, revestida com películas de electreto, pelo que não se toma necessária voltagem de enviesamento U0. A placa de massa 3 móvel pode ser fabricada, por exemplo, sinterizando pó de plástico, que é metalizado de ambos os lados, ou a placa de massa 3 pode ser revestida com uma película perfurada de electreto possuindo uma camada condutora eléctrica na sua superfície interna. A Figura 2 ilustra uma estrutura em que a placa de massa 3 móvel é fabricada de uma placa porosa e presa de um modo ondulado entre as placas de estator 1 e 2. A superfície da placa é dividida em áreas condutoras da electricidade de modo a que pelo menos uma área constitua um sensor de aceleração 6, que toma a estrutura compacta. A Figura 3 ilustra uma estrutura compreendendo três placas de estator, em que entre uma primeira placa de estator 1 e uma segunda placa de estator 2a se encontra uma primeira placa 3a de massa que constitui um sensor de aceleração 6. Uma força Fj de movimentação da parede é compensada por uma segunda placa de massa 3b, a qual se encontra localizada entre a primeira placa de estator 1 e uma terceira placa de estator 2b e que produz uma força F2. A Figura 4 ilustra uma aplicação em que as pressões de superfície dirigidas à parede são medidas por películas 7 sensíveis à pressão. Uma película 7 sensível à pressão compreende uma área 8 possuindo sobre si uma massa 9, em que a disposição constitui um sensor de aceleração. A disposição é controlada por uma unidade electrónica 10. A Figura 5 ilustra um elemento simplificado compreendendo duas placas de estator 1 que são porosas e a força entre elas é, por exemplo, controlada de modo a pôr a zero um sinal de um sensor 6 que mede a pressão. Relativamente ao anteriormente exposto, qualquer uma das placas de estator 1 ou 2 serve do mesmo modo como uma placa de massa móvel. 7

A Figura 6 ilustra uma aplicação simples da invenção, em que a superfície dc uma placa de estator 1 constituída por uma estrutura de parede compacta compreende essencialmente uma camada de eléctrodo, sobre a qual existe uma camada de isolamento preferencialmente de material electreto e em que existe a uma distância curta s uma placa de massa 3 porosa, sendo a superfície da placa que se encontra virada para a placa de estator 1 condutora eléctrica. Um sinal obtido a partir de um sensor 6 de aceleração dá entrada, muito amplificado, através das camadas condutoras em que um campo eléctrico provoca, entre as referidas camadas, uma força F2 para cancelar uma força F, de movimentação de paredes, e para evitar deste modo que a parede se movimente. O intervalo de ar s pode ainda compreender uma camada muito fina e elástica. A função do método pode ser então compreendida como uma aceleração a de sinal igual ao do sinal de medição 6 da massa m da placa de massa. A aceleração a multiplicada pela massa m da placa de massa 3 corresponde à força de direcção contrária F2.

Os desenhos e a descrição relacionada destinam-se unicamente a ilustrar a ideia da invenção. Quanto a maiores detalhes, a invenção pode variar dentro do âmbito das reivindicações.

Lisboa. \ 6 OU!- 2001

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Dra. Maria SlVina Ferreira

WBta.zuaaiLo - 213015000

Claims

1 \ΧΛ:.;,ςΓ Λ / REIVINDICA ÇÕES 1. Método para atenuar um movimento de uma parede ou de uma parte da mesma, método em que o movimento aplicado à parede é medido e uma força de direcção oposta (F2) é produzida, que é oposta ao movimento aplicado e essencialmente do mesmo tamanho, caracterizado por a força de direcção oposta (F2) ser produzida por intermédio de uma placa de massa (3) permeável ao ar que é substancialmente paralela à superfície de parede, controlando a resistência de um campo eléctrico entre a superfície de parede e a placa de massa (3) por intermédio de um sinal obtido a partir da medição do movimento da parede de modo a mover a placa de massa (3).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a placa de massa (3) ser porosa, em que os sons são absorvidos por intermédio da placa de massa (3) porosa.

3. Método de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o movimento da parede ser medido por um sensor de aceleração (6) e por o sinal medido ser amplificado e introduzido de modo a controlar a resistência de um campo eléctrico entre a superfície da parede e a placa de massa (3).

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por uma parte da placa de massa (3) ser usada como um sensor de aceleração (6).

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a parede compreender pelo menos duas placas de estator (1, 2, 2a, 2b) entre as quais existe uma placa de massa (3) a atenuar o movimento.

6. Dispositivo para amortecer o movimento dc uma parede ou de uma parte da mesma, em que a disposição do movimento aplicado à parede é medido e é produzida uma força de direcção contrária, a qual é oposta ao movimento aplicado e substancialmente do mesmo tamanho, caracterizado pof um meio para a produção da força (F2) de direcção contrária ser constituído por uma placa de massa (3) 2

permeável ao ar que é substancialmente paralela a uma superfície de parede, e por o dispositivo compreender meios para controlar a resistência de um campo eléctrico entre a superfície da parede e a placa de massa (3) por intermédio de um sinal obtido a partir da medição do movimento da parede.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a placa de massa (3) ser feita de um material poroso.

8. Dispositivo de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizado por o dispositivo compreender um sensor de aceleração (6) destinado a medir a aceleração da parede.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por uma parte da placa de massa (3) se encontrar disposta de modo a constituir o sensor de aceleração (6).

10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizado por a placa de massa (3) ser curva de modo a apresentar um formato ligeiramente ondulado. Lisboa, 1 6 OUT. »

Ora. Maria Siivina Fcrreira AgenteOíY.j' r_'·'·· R.Cas;V.r,o, :0 - - -J- *.V.â8» leleis.213851339 - 2135130 5(1