Portal akustyki profesjonalnej.

Portal akustyki profesjonalnej.

Wyszukiwarka

Najnowsze og?oszenia

Ankieta

Najbardziej interesuje Mnie...
 

U?ytkownicy online

We have 22 guests online
Strona domowa Kompendium wiedzy Jak to jest, ?e decybel decybelowi nierwny? cz.3
Wpisany przez Piotr J?dzura   
Wtorek, 12 Październik 2010 18:37
Po krtkim wprowadzeniu w podstawy fizyczne d?wi?ku pora na krok dalej - tym razem wyja?niam czym jest poziom ci?nienia akustycznego, poziom nat??enia d?wi?ku i poziom mocy akustycznej. Znajdziecie tu te? kilka wskazwek odno?nie poprawnego u?ywania tych parametrw.
Jak wspomnia?em w pierwszym artykule fala akustyczna jest rozprzestrzeniaj?cym si? zaburzeniem ci?nienia w o?rodku spr??ystym. Powietrze b?d?c takim o?rodkiem posiada w?a?ciwe sobie ci?nienie atmosferyczne P przyjmuje si? za poziom odniesienia ci?nienie na poziomie morza - 101325 Pa (1013,25 hPa).
Zmiany ci?nienia spowodowane istnieniem fali akustycznej nazywane s? ci?nieniem akustycznym p. Podobnie jak ci?nienie atmosferyczne i ta wielko?? podawana jest w Pascalach (Pa).
Dolna granica postrzegania dla ludzkiego ucha (po) wynosi 20 ?Pa (2010-6 Pa). Grna granica s?yszenia - granica blu wynosi oko?o 20-60 Pa.

Ci?nienia akustyczne a ci?nienie atmosferyczne.
Rys. 7. Ci?nienie akustyczne jako modulacja ci?nienia atmosferycznego.
S?yszalne zmiany ci?nienia zawieraj? si? w ma?ym zakresie w odniesieniu do ci?nienia atmosferycznego - granica blu przy 20-60 Pa w stosunku do 101325 Pa.

Jak wida? ci?nienie akustyczne jest bardzo ma?e w porwnaniu z ci?nieniem atmosferycznym. Mimo to zakres s?yszalny stanowi tak du?y przedzia? wielko?ci (a? 1013 Pa), ?e stosowanie Pascali by?o niepraktyczne. Tym bardziej, ?e taka skala jest bli?sza rzeczywisto?ci - ludzkie ucho reaguje na zwielokrotnienie ci?nienia (jego kwadrat), a nie na jego liniowy wzrost. Z tych wzgl?dw ustalono skal? logarytmiczn? jako najbardziej praktyczn? i najlepiej odpowiadaj?c? subiektywnemu wra?eniu g?o?no?ci.
W mi?dzynarodowych standardach przyj?to za ci?nienie odniesienia tej skali doln? granic? postrzegania d?wi?ku przez cz?owieka po = 20 ?Pa.
W ten sposb zamiast ci?nienia akustycznego w Pa u?ywa si? poj?cia poziomu ci?nienia akustycznego SPL (Sound Pressure Level) mierzonego oczywi?cie w decybelach.
Wielko?? ta jest definiowana nast?puj?co:
Wzr na poziom ci?nienia akustycznego.
p jest chwilowym ci?nieniem akustycznym,
po jest ci?nieniem odniesienia.

W skali logarytmicznej poziom odniesienia odpowiada 0 dB, a granica blu wynosi 120-130 dB.

Ci?nienie akustyczne, a raczej poziom ci?nienia akustycznego, jest bardzo istotnym wska?nikiem w opisie oddzia?ywania d?wi?k-cz?owiek. Okre?la chwilow? warto?? bod?ca d?wi?kowego, na jaki reaguje cz?owiek - wra?enie g?o?no?ci. W ten sposb skala logarytmiczna opisuje energetyczny sposb odbierania d?wi?ku przez ludzkie ucho (SPL nie zawiera wszystkich informacji, ale wi?cej o s?yszeniu dalej). To w?a?nie ci?nienie akustyczne, a id?c dalej, poziom ci?nienia akustycznego, jest mierzony przez mierniki poziomu d?wi?ku.
Mwi?c o poziomie ci?nienia akustycznego od ?rd?a (jako jego parametru emisyjnego) koniecznie nale?y dok?adnie sprecyzowa? w jakim punkcie zosta?o zmierzone. Najpro?ciej i najcz??ciej podaje si? odleg?o?? np. 1 czy 10 metrw od ?rd?a. Bez takiego podstawowego geometrycznego przypisania SPL nic nie wnosi i nie jest przydatny do okre?lenia podstawowego parametru emisyjnego ?rd?a poziomu mocy akustycznej.
Fala akustyczna rozprzestrzeniaj?c si? w o?rodku niesie ze sob? energi? potencjaln? i kinetyczn?. Aby opisa? przep?yw tej energii stosuje si? poj?cie nat??enia d?wi?ku - I. Definiuje si? je jako ilo?? energii fali akustycznej przep?ywaj?c? przez skierowan? prostopadle do kierunku rozchodzenia si? fal powierzchni? so = 1m2. Nat??enie d?wi?ku jest wi?c wektorem zawsze skierowanym w kierunku rozchodzenia si? d?wi?ku. Jednostk? nat??enia jest W/m2.

Od nat??enia ju? o krok od definicji mocy akustycznej - W, ktra jest ca?kowit? energi? akustyczn? przechodz?c? przez powierzchni? S otaczaj?c? ?rd?o d?wi?ku.
Podczas gdy nat??enie d?wi?ku okre?la?o energi? przechodz?c? przez 1m2, mo?na powiedzie?, ?e moc akustyczna stanowi sum? wszystkich nat??e? wyznaczonych na danej powierzchni wok? ?rd?a.
Je?eli ?rd?o promieniuje we wszystkich kierunkach nat??enie d?wi?ku I, a otaczaj?ca ?rd?o powierzchnia S jest sfer?, to moc akustyczn? opisuje wzr:
Wzr na moc akustyczn?.
bo dla sfery o promieniu r ca?kowita powierzchnia S = 4?r2.
Zwi?zek ci?nienia akustycznego, mocy akustycznej i nat??enia d?wi?ku dobrze obrazuje rysunek 8.

Ilustracja zwi?zku ci?nienia akustycznego, nat???nia d?wi?ku i mocy akustycznej.


Rys. 8. Ilustracja ukazuj?ca zale?no?? mi?dzy ci?nieniem akustycznym, nat??eniem d?wi?ku i moc? akustyczn?.
Nat??enie d?wi?ku I i ci?nienie akustyczne p s? zmienne i zale?ne od odleg?o?ci od ?rd?a.
Moc akustyczna, jako suma nat??e? na danej powierzchni, jest sta?a charakteryzuje ca?kowit? emisj? d?wi?ku przez ?rd?o.
Nat??enie d?wi?ku i moc akustyczn? przedstawia si? w praktyce w funkcji logarytmicznej w relacji do odpowiedniego poziomu odniesienia (czyli te? w dB).
Dla poziomu nat??enia d?wi?ku punktem odniesienia jest Io = 10-12 W/m2, dane jest wzorem:
Wzr na poziom nat??enia d?wi?ku.
Poziom mocy akustycznej odniesiony jest do Wo = 10-12 W i opisany jest analogicznym wzorem:
Wzr na poziom mocy akustycznej.
Warto zatrzyma? si? na chwil? przy poziomie mocy akustycznej. Jak wida? okre?la on ile energii jest w stanie wyemitowa? do otoczenia dane ?rd?o - jest zatem wska?nikiem okre?laj?cym je jednoznacznie.
B??dem jest okre?lanie parametru emisyjnego ?rd?a mianem g?o?no?ci, ha?a?liwo?ci, czy podanie poziomu ci?nienia akustycznego bez warunkw jego pomiaru (co najmniej odleg?o?ci od ?rd?a) albo podawanie poziomu mocy akustycznej w odleg?o?ci np. 1m, co niestety si? zdarza.

Pomimo podobie?stw we wzorach istotna jest r?nica w definicji poziomu ci?nienia akustycznego, a poziomu nat??enia d?wi?ku i mocy akustycznej. W odr?nieniu od nat??enia i mocy, w przypadku SPL pod logarytmem jest stosunek kwadratw. Oznacza to, ?e po dwukrotnym zwi?kszeniu mocy ?rd?a W poziom mocy akustycznej LW wzro?nie o 3 dB, a po dwukrotnym zwi?kszeniu ci?nienia akustycznego p poziom ci?nienia akustycznego Lp wzro?nie o 6 dB.

Poziom mocy akustycznej ?rd?a d?wi?ku mo?e by? obliczony z wykorzystaniem pomiaru poziomu ci?nienia akustycznego Lp. W tym celu dla uproszczenia przyjm?, ?e ?rd?o promieniuje fale akustyczne w swobodnej przestrzeni w ka?dym kierunku jednakowo, a wi?c te? nie znajduje si? w pobli?u powierzchni odbijaj?cych ani w zamkni?tym pomieszczeniu.
Dla takich warunkw poziom mocy akustycznej wynosi:

Wzr na obliczenie poziomu mocy akustycznej z poziomu ci?nienia akustycznego.

gdzie powierzchnia otaczaj?cej sfery o promieniu r wynosi S = 4?r2.

Dok?adniej o pomiarach mocy akustycznej, jako, ?e to do?? szeroki temat, znajdziecie w nast?pnym artykule.


?rd?a:
F. Alton Everest - "Podr?cznik akustyki"
Tor Erik Vigran - "Building acoustics"
David A. Bies, Colin H. Hansen - "Engineering noise control. Theory and practice"
Heinrich Kuttruff - "Acoustics. An introduction"
Heinrich Kuttruff - "Room acoustics"


Komentarze (0)
Napisz komentarz
Your Contact Details:
Komentarz:
[b] [i] [u] [url] [quote] [code] [img]   
:D:angry::angry-red::evil::idea::love::x:no-comments::ooo::pirate::?::(
:sleep::););)):0
Security
Proszę wpisać kod antyspamowy widoczny na obrazku.
 
 
Joomla 1.5 Templates by Joomlashack