UA10549A

UA10549A - Abrakitov v.e. device for selective reception of acoustic waves.

Info

Publication number: UA10549A
Application number: UA93005329A
Authority: UA
Inventors: Володимир Едуардович Абракітов; Владимир Эдуардович Абракитов
Original assignee: Володимир Едуардович Абракітов; Владимир Эдуардович Абракитов
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1996-12-25

Abstract

The device for selective reception of acoustic waves comprises a microphone placed to the sound-proof box with pass thru framed along the perimeter with a vibration-isolating laying and an acoustic dissipation element. The sound-proof box represents a shell made as a vacuum tank. The invention relates to acoustic devices, checking equipment for measuring acoustic properties of structures and device for beam reception of sound energy while sound recording etc.

Description

Изобретение относится к акустическим устройствам, а именно к контрольньіїм устройствам для измерений акустических характеристик конструкций, устройствам для направленного приема звуковой знергии при звукозаписи и т.п.The invention relates to acoustic devices, namely to control devices for measuring the acoustic characteristics of structures, devices for directional reception of sound energy during sound recording, etc.

Найболее близким к предлагаемому является устройство избирательного приема звуковой знергии, содержащее микрофон, помещенньй в звукоизолирующий бокс с приемньм окном, обрамленньім по периметру виброизолирующей прокладкой, и звукопоглощающий материал, причем звукоизолирующий бокс вьіполнен в виде зллипсоида вращения, причем центр приемного окна совпадает с одним из фокусов зллипсоида вращения, а микрофон и звукопоглощающий материал расположень вблизи другого его фокуса.The device for selective reception of sound equipment is the closest to the proposed one, containing a microphone, placed in a sound-insulating box with a receiving window, framed around the perimeter by a vibration-insulating gasket, and a sound-absorbing material, and the sound-insulating box is filled in the form of an ellipsoid of rotation, and the center of the receiving window coincides with one of the foci ellipsoid of rotation, and the microphone and sound-absorbing material are located near the second ego focus.

Недостатками его являются низкая чувствительность и избирательность, а также неприемлемая частотная характеристика. Зто обьясняется низкой звукоизолирующей способностью звукоизолирующего бокса, т.к. его конструкция не защищаєт внутреннее пространство, где расположен микрофон, от прохождения через стенки указанного бокса посторонних, (мешающих приєму) звуковьїх колебаний. Дело в том, что звукове волнь, согласно их известному определению, представляют собой гармонические колебания частиц упругой средь, и способньі распространяться в указанной упругой среде (к которой относится и корпус такого бокса).Its disadvantages include low sensitivity and selectivity, as well as unacceptable frequency characteristics. This is explained by the low sound-insulating ability of the sound-insulating box, because its design does not protect the internal space where the microphone is located, from the passage of extraneous (interfering with reception) sound vibrations through the walls of the specified box. The fact is that sound waves, according to their well-known definition, are harmonic vibrations of particles in an elastic medium, and are capable of propagating in the specified elastic medium (which includes the body of such a box).

Для устранения указанного недостатка необходимо повьісить звукоизолируюшщую способность стенок бокса, но в описанной конструкции зто сделать невозможно (звуковье волньі с успехом распространяются в твердьх телах и материалах).To eliminate the specified shortcoming, it is necessary to increase the sound-insulating capacity of the walls of the box, but in the described design it is impossible to do this (sound waves successfully propagate in solid bodies and materials).

Задачей изобретения является повьішение чувствительности и избирательности устройства и улучшение его частотной характеристики за счет повьішения звукоизолирующей способности стенок бокса (т.е. ограждения его от посторонних шумов с разньіми частотами, воздействующих на него с незапланированньх направлений (сзади, сбоку и т.п.).The task of the invention is to increase the sensitivity and selectivity of the device and improve its frequency characteristics due to the increase in the sound-insulating capacity of the walls of the box (i.e., to protect it from extraneous noises with different frequencies affecting it from unplanned directions (from the back, side, etc.) .

Задача решается тем, что в устройстве избирательного приема звуковьїх волн, содержащем микрофон, помещенньй в звукоизолирующий бокс с приемньім окном, обрамленньмм по периметру виброизолирующей прокладкой, и звукопоглощающий злемент, причем звукоизолирующий бокс вьіполнен в виде зллипсоида вращения, центр приемного окна со впадает с одним из фокусов зллипсоида вращения, центр микрофона совпадаєт с другим его фокусом, звукопоглощающий злемент расположен с тьІЛЬной стороньї микрофона так, что его лицевая поверхность совпадает с фокальной плоскостью зллипсоида вращения, согласно изобретению, звукоизолирующий бокс представляет собой оболочку в виде вакуумного сосуда, в пространстве между стенками которого вакуум удовлетворяет условию.The problem is solved by the fact that in the device for selective reception of sound waves, which contains a microphone, placed in a sound-insulating box with a receiving window, framed around the perimeter by a vibration-insulating gasket, and a sound-absorbing element, and the sound-insulating box is filled in the form of an ellipsoid of rotation, the center of the receiving window coincides with one of foci of the ellipsoid of rotation, the center of the microphone coincides with its second focus, the sound-absorbing element is located on the rear side of the microphone so that its front surface coincides with the focal plane of the ellipsoid of rotation, according to the invention, the soundproof box is a shell in the form of a vacuum vessel, in the space between the walls of which vacuum satisfies the condition.

Іа, где а - найменьшее расстояние между стенками звукоизолирующего бокса, м,Ia, where a is the shortest distance between the walls of the soundproof box, m,

І - длина свободного пробега молекул, м.I - length of free path of molecules, m.

Благодаря такому вьіполнению, звукоизолирующий бокс практически не пропускает посторонние звуковне волнь в неотведенньх для зтого местах (например, через сам корпус бокса). Внутрь бокса звуковне волнь, в отличие от прототипа, могут проникнуть только через специально предусмотренное для зтой цели приемное окно. Кроме того, предлагаемое устройство обладает также свойством концентрировать звуковую знергию внутри звукоизолирующего бокса.Thanks to such filling, the sound-insulating box practically does not pass extraneous sound waves in places not designated for it (for example, through the box itself). Inside the box, sound waves, unlike the prototype, can penetrate only through a reception window specially provided for this purpose. In addition, the proposed device also has the ability to concentrate sound energy inside the soundproof box.

На чертеже изображено предлагаємое устройство в разрезе.The drawing shows the proposed device in section.

Измерительньій конденсаторньій микрофон 1 установлен в зллиптическом звукоизолирующем боксе 2.The measuring condenser microphone 1 is installed in the elliptical soundproof box 2.

Узел З крепления микрофона вмонтирован в крьішку 4 и погружен в толщу звукопоглощающего злемента 5.The microphone mounting unit Z is mounted in the cover 4 and immersed in the thickness of the sound-absorbing element 5.

Упругая кольцевая резиновая прокладка 6, обрамляющая периметр звуко-приемного окна, виброизолирует устройство от вибраций излучаеємой поверхности (при измерении, звукозаписи так наз. воздушного звука - не нужна). Плоскость звуко-приемного окна и опередняя поверхность звукопоглощающего злемента 5 параллельньї одна другой и проходят через фокусь 7 и 8 зллипсоида, симметрично отсекая от него концевье части. Звукоизолирующий бокс 2 представляет собой оболочку в виде вакуумного сосуда, в пространстве 9 между стенками которого поддерживаєтся средний вакуум (с соблюдением указанного условия І » а). Внутри звукоизолирующего бокса образуется пространство 10, где концентрируются звуковье волньі, попадая туда через приемное окно и где находятся вьішеперечисленньюе злементь! 1, 3, 5, а также фокусьі 7 и 8. Зто пространство 10 заполнено атмосферньім воздухом. Крьішка 4 находится снаружи звукоизолирующего бокса 2, а узел крепления микрофона З вьіполнен таким образом, что позволяет оперативно извлекать микрофон, фиксировать его на определенной точке на оси устройства и т.п.The elastic ring rubber gasket 6, framing the perimeter of the sound-receiving window, isolates the device from vibrations of the emitting surface (when measuring, sound recordings of the so-called air sound are not necessary). The plane of the sound-receiving window and the front surface of the sound-absorbing element 5 are parallel to each other and pass through the foci 7 and 8 of the ellipsoid, symmetrically cutting off its terminal parts. The soundproofing box 2 is a shell in the form of a vacuum vessel, in the space 9 between the walls of which a medium vacuum is maintained (subject to the specified condition I » a). Inside the soundproof box, a space 10 is formed, where the sound waves are concentrated, entering there through the receiving window and where the listed elements are located! 1, 3, 5, as well as foci 7 and 8. Therefore, space 10 is filled with atmospheric air. The cover 4 is located outside the sound-insulating box 2, and the microphone attachment point C is filled in such a way that it allows you to quickly remove the microphone, fix it at a certain point on the axis of the device, etc.

Корпус звукоизолирующего бокса 2, представляющий собой оболочку в виде вакуумного сосуда, вьіполнен из материала, имеющего достаточную прочность для поддержания между его стенками в пространстве 9 среднего вакуума, а также самого по себе обладающего вьісокой звукоизолирующей способностью и мальм козффициентом звукопоглощения, например, из металла. Средний вакуум в пространстве между стенками 9 звукоизолирующего бокса характеризуется незначительньім превьішением длиньі свободного пробега | молекул над найменьшим расстоянием между стенками 4. При зтом отсутствуют условия для передачи звуковой знергии между указаннььми стенками бокса 2 за счет отсутствия в зтом пространстве 9 злементов упругой средьі, способной проводить звуковье волньі. Так, получив кинетическую знергию звуковьіх колебаний, отдельная частица (молекула), находящаяся в указанном пространстве 9, на всем пути между стенками сосуда не встречает другую молекулу, которую могла бьі вовлечь в колебательное движение, за счет которого возможна передача звуковой знергии (при условий | » 4 переносимьій импульс пропорционален количеству молекул, способньїх его переносить, и обращаєется в нуль при полном вакууме, за счет чего обеспечивается звукоизолирующая способность К - я со ДБ звукоизолирующего бокса). Звуковье колебания, поступающие в звукоизолирующий бокс 2 под различньіми (от 0 до 907 углами относительно его продольной оси, отражаются от внутренних боковьїх поверхностей таким образом, что в месте расположения микрофона 1 происходит концентрация акустической знергии измеряемого или записьваемого сигнала (звуковьіх воли). Возможнь! вариантьь иного расположения приемного окна (центр указанного окна не совпадает с одним из фокусов зллипсоида вращения), за счет чего можно варьировать характеристикойThe body of the sound-insulating box 2, which is a shell in the form of a vacuum vessel, is filled with a material that has sufficient strength to maintain a medium vacuum between its walls 9, and also has a high sound-insulating ability and a low sound absorption coefficient, for example, metal. The average vacuum in the space between the walls 9 of the sound-insulating box is characterized by a slight excess of the length of the free run | molecules above the smallest distance between the walls 4. At the same time, there are no conditions for the transmission of sound energy between the specified walls of the box 2 due to the absence in the space 9 of elements of an elastic medium capable of conducting sound waves. Thus, having received the kinetic energy of sound vibrations, a separate particle (molecule) located in the indicated space 9 does not meet another molecule on the entire path between the walls of the vessel, which could be involved in the vibrational motion due to which the transfer of sound energy is possible (under the conditions | » 4 the transmitted impulse is proportional to the number of molecules capable of carrying it, and it becomes zero at full vacuum, due to which the sound-insulating ability of the sound-insulating box is ensured. Sound vibrations entering the sound-insulating box 2 at various angles (from 0 to 907 relative to its longitudinal axis) are reflected from the inner side surfaces in such a way that the acoustic energy of the measured or recorded signal (sound waves) is concentrated at the location of the microphone 1. variant of a different arrangement of the receiving window (the center of the specified window does not coincide with one of the foci of the ellipsoid of rotation), due to which it is possible to vary the characteristic