Transcript Akusticka mereni ve strojirenstvi

Akustika
Vlnění hmotného prostředí, pokud se o jeho existenci můžeme
přesvědčit sluchem, se ve fyzice i v běžném řeči nazývá zvuk. Je
předmětem studia části fyziky, přesněji nauky o mechanickém vlnění,
která se nazývá akustika.





Fyzikální akustika - vznik, šíření, odraz a pohlcování zvuku
Hudební akustika - zvuky a jejich kombinace pro potřeby hudby
Fyziologická akustika - vznik a vnímání zvuku v bioorgánech
Stavební akustika - podmínky poslouchatelnosti hudby a řeči
Elektroakustika - záznam, reprodukce a šířením zvuku
V akustice se obyčejně pojednává i o vzniku, vlastnostech a účinku
tzv. ultrazvuku a infrazvuku, mechanického vlnění s velmi vysokou
(pro infrazvuk nízkou) frekvencí, na kterou už lidské ucho nereaguje.
Zvuk jako mechanické vlnění
Mechanické vlnění je děj, při němž se kmitání šíří látkovým prostředím.
Přenosem kmitání mezi částicemi pružného prostředí se vytváří vlna.
Jestliže zdroj vlnění kmitá harmonicky, vzniká mechanická vlna
sinusového průběhu. Platí zde vztah:
  c.T  c
f
Postupné vlnění podélné - částice kmitají ve směru postupu vlně
Látka
Vzduch (14°C)
Voda (25°C)
Rtuť
Beton
Led
Ocel
Sklo
c [m/s]
340
1500
1400
1700
3200
5000
5200
Měřené veličiny v akustice
 akustický tlak (sound pressure) p [Pa]



efektivní hodnota pef (nezaměňovat za střední hodnotu)
hladina akustického tlaku L [dB]:
L = 20.log(pef / pprah)
prahová podnota pprah = 20 mPa
 akustický výkon (sound power) W [W]


pro uzavřenou plochu S lze odvodit:
W = S. pef2 /Z
Z – vlnový odpor prostředí (akustická impedance)
 intenzita zvuku (sound intensity) I [W/m2]

 
pro akustický výkon na ploše S platí: W   I.dS
S

absolutní hodnota intenzity:



potom vektorově: I  p.v
I
dW
dA
dF ds

 .  p.v
dS dt .dS dS dt
Sonda pro měření intenzity zvuku
Měření v akustickém poli
Akustické zkušebny


Dozvuková komora – difuzní pole (a)
Bezdozvuková komora – volné pole (b)
Akustický měřící řetězec
S
PZ
F
MUX
Z
A/D
AN
 snímač akustického tlaku



kondenzátorový mikrofon (polarizace) obr. 1.
sonda pro měření intenzity zvuku obr. 2 video 1
kalibrace mikrofonů – pistonfon obr. 3 obr. 4
 předzesilovač (často integrovaný)
 filtr


fyziologické váhové filtry obr. 5 obr. 6
pásmová propust
 vyhodnocovací jednotka



přesný zvukoměr (bez kmitočtové analýzy)
analyzátor s procentně konstantní šířkou pásma (okt., l/3 okt.,
l/12 okt.)
analyzátor s konstantní šířkou pásma (FFT)
Nejčastější akustická měření
 rozdělení dle předmětu měření


hodnocení akustických vlastností prostředí (zkušeben)
hodnocení hlukové emise zdrojů hluku (strojů)
 širokopásmová měření



měření akustického tlaku - normativní měření
měření hlukové expozice - ekologie, hygiena pracovního
prostředí
měření akustického výkonu - objektivní posouzení hlučnosti
stroje obr. 7
 úzkopásmová analýza (hluk jako diagnostický signál)




řádová analýza obr. 8
multispektrum - Campbellův diagram obr. 9
souběhová filtrace – tracking obr. 10
lokalizace zdrojů hluku - měřením intenzity zvuku obr. 11 obr. 12