مبانی صوت

مبانی صوت

صوت : به هرگونه ارتعاش فشار ( در هوا – آب و مواد دیگر) که گوش انسان قادر به تشخیص آن باشد میگویند

  شنبه ۲۳ آذر ۱۳۹۸ | 19:10   0 نظر    بازدید

مبانی صوت


 

صوت : به هرگونه ارتعاش فشار ( در هوا – آب و مواد دیگر) که گوش انسان قادر به تشخیص آن باشد میگویند

* - نویز : صدای ناخواسته را گویند 

* - دسی بل : مقدار بلندی تغییرات فشار اندازه گیری شده که یک واحد لگاریتمی میباشد –

* - سرعت صوت :  حدود 340 متر بر ثانیه ( در سطح دریا و دمای 15 درجه سلسیوس ) میباشد

* - فرکانس : تعداد تغییرات فشار بر ثانیه را فرکانس گویند (بیشترین دامنه فرکانسی مورد استفاده در صنعت به شرح زیر تحت عنوان فرکانسهای 8 گانه معرفی میگردد)

63  hz  125  hz   250  hz  500  hz 1000  hz 2000  hz 4000  hz 8000  hz

* - طول موج : فاصله یک موج صوتی هنگام عبور در زمان مشخص که یک سیکل کامل طی شود که رابطه آن شامل

سرعت صوت تقسیم بر فرکانس صوت میباشد

* - میرایی صوت : کاهش یا تبدیل مقدار انرژی صوت دریافتی از منبع صوت که با بکارگیری مواد آکوستیک قابل کنترل هستند

اکثر انسانها تصور میکنند که با داشتن یک جسم سنگین با چگالی بالا قادر به توقف صوت هستند منتها در حقیقت سرعت صدا دراین مواد بیشتر از هوا میباشد . حال این سوال مطرح میشود که چگونه میتوان صدا را ایزوله یا به عبارتی عایق کرد ؟ جواب بسیار ساده است :

جرم و فضا

جرم معرف فاکتور عایق صوت در فرکانسهای پایین و عامل ثبات اجزاء در معرض ارتعاشات آکوستیک میباشد . در فضای آزاد ( جایی که هیچ انعکاسی به جزء زمین وجود نداشته باشد ) سطح فشار صوت دارای  نرخ 6 دسی بل کاهش به ازاء هر افزایش 2 برابری مسافت از منبع صوت میباشد . از دیدگاه محاسباتی شدت صوت متناسب با عکس مربع مسافت از منبع صوت میباشد 1/d2

 تاثیر فاصله و جذب  :

کاهش سطح فشار صوت در یک محفظه بسته وابسته به مقدار مساحت سطوح – مساحت جاذبهای صوتی- جرم – ضخامت و  فاصله از منبع صوت میباشد و این کاهش شامل جذب – انتقال و انعکاس امواج صوتی در یک محفظه میباشد . از عمده مواد جاذب صوت فومهای آکوستیک و فایبر گلاسها هستند

 اثر جاذبهای صوتی در کاهش صوت با افزایش ضخامت به طور مستقیم زیاد میگردد و این افزایش ضخامت در فرکانسهای پایین چشم گیرتر خواهد بود .

حال به این نتیجه میرسیم که جهت اختلال در امواج صوتی بایستی ضخامت موانع صوتی بیشتر از طول موج عبوری از مانع باشد . به عبارتی ضخامت مواد جاذب صوت انتخابی جهت کاهش صدا هر چقدر کمتر از طول موج عبوری باشد راندمان کاهش صوت نیز کاهش میابد این موضوع در بحث فرکانس با 4/1 طول موج مطابقت دارد یعنی جهت جذب فرکانس صوت بایستی ضخامت مواد جاذب صوت  به اندازه 4/1 طول موج صوت در کمترین نرخ فرکانس باشد


  • عایقهای صوتی 

    مواد جاذب صوت


  • موادی با خلل و فرج زیاد ( متخلخل)- کم وزن  و فیبری بوده که مکانیزم کارکرد آن با تبدیل انرژی جنبشی و پتانسیل صوت به انرژی حرارتی میباشد .  مقدار کاهش صوت وابسته به ضخامت - مقدار فواصل هوایی و چگالی آن میباشد ( به عنوان مثال مقدار کاهش صوت به ازاء هر اینچ ضخامت این مواد حدود 1 دسی بل در فرکانس 100 هرتز تا 4 دسی بل در فرکانس 3000 هرتز میباشد)  چگالی مواد نیز عمدتا بین 40 تا 100  kg/m3   در نظر گرفته میشوند و از 100 بیشتر نخواهد بود  . همچنین مقدار جذب صدا در سطح مواد توسط ضریب جذب ( آلفا) مشخص میشود. ضریب جذب وابسته به انعکاس صوت میباشد با این توصیف که ازدیاد ضریب جذب کاهش انرژی انعکاس و کاهش ضریب جذب افزایش انرژی انعکاس را به همراه دارد .

    ضمنا ضریب جذب رابطه مستقیم با فرکانس داشته به طوری که با افزایش فرکانس ضریب جذب افزایش و با کاهش فرکانس ضریب جذب کاهش میابد با این توضیح که در فرکانسهای پایین مواد جاذب صوت متخلخل صدای کمتری را جذب میکنند و بنابراین بایستی با ضخامت بیشتر به کار گرفته شوند.


    مواد مانع صوت


    در اصل موادی با چگالی زیاد هستند که این مواد دارای افت انتقالی امواج هستند  منتها با توجه به چگال بودن آنها خاصیت انعکاس صوت خوبی نیز دارند که این خصوصیت از مواد باعث کاربری ساخت عایقهایی چند لایه با چگالیهای متفاوت نیز میباشند . البته لازم به ذکر است که افت موجود در این مواد در 2 سطح عبوری امواج شامل نسبت لگاریتمی توان صوت در دو وجه مانع میباشد و همچنین با هر افزایش 2 برابری در فرکانس صوت شاهد 5 تا 6 دسی بل کاهش در عبور صوت در این مواد هستیم البته این قانون افت امواج انتقالی  به ازاء افزایش جرم سطحی مواد نیز صادق میباشد .


    مواد تشدید کننده صوت


    آستری و یا کاشیهای  فلزی مشبک ( سوراخ دار) جزو این گروه از مواد هستند که این سوراخها عامل تشدید در جذب صوت هستند . در اصل رفتارامواج صوتی در مواجهه با این صفحات مشبک شامل یک بخش جذب آن در فضاهای خالی موجود و بخش دیگر بازتاب آن به صورت شعاعی کروی به سمت منبع صوت میباشد . نکته طراحی این سیستم شامل محاسبه سایز حفره ها و فاصله آن از منبع صوت جهت جذب و انتشار امواج صوتی در فرکانسهای مشخصه میباشد


    مواد مستهلک کننده صوت


    این مواد جهت کاهش نویزهای منتشره از سازه ها به کار میروند که این واژه به نوعی همان ارتعاشات مکانیکی ناشی از ماشین الات در سازه ها میباشند . ارتعاشات از طریق مواد صلب مانند فلزات – چوب – بتن و مصالح ساختمانی براحتی انتقال میابد و این در حالی است که عملکرد این مواد مستهلک کننده با ایجاد مقاومت مکانیکی در صدای ایجاد شده از ارتعاشات سازه ها و تبدیل انرژی صوت به حرارت ناشی از اصطحکاک میباشد  عمدتا ویسکوالاستیکها جزو این گروه هستند


عایقهای ارتعاشی


کاربرد این عایقها در کاهش نویز انتقالی از سازه و کاهش ارتعاش ناشی از منبع صوت میباشند . این مواد از اجزاء الاستیک مانند فنرهای پیچشی – لاستیگ ها – نمد – بافتهای چوب پنبه ای و مواد فایبر گلاس و الاستومرها ساخته میشوند. کاربرد این مواد ( عایقهای ارتعاشی) اغلب همراه با اتصال مواد مستهلک کننده همراه است. مانند بکار گیری یک فنر فولادی همراه با یک صفحه الاستومری جهت بهبود عملکرد عایق ارتعاشی

 

ENVIRONMENTAL NOISE CONTROL

The objective of environmental noise control is to improve the acoustic environment in a community by reducing noise levels . noise from industrial areas ,ranging from intolerable noise levels to structural vibrations . well - planned noise control can eliminate a major component of an industrial sites impact on its surrounding environment . noise control is based on what we know about how  sound behaves . for this reason , our look at some of the fundamentals  of environmental noise control begins with basic description of sound and noise , acoustic materials, and attenuation . best regard . MR.SAADATINEZHAH

 
 
دیدگاه خود را بیان کنید