Ljudintensitetsmätare

Då vissa ljud i vår omgivning har skadlig effekt på vår hörsel behöver vi minska dessa ljudeffekter, eller buller som vi också kan kalla det. Mätningar och simuleringar hjälper till att identifiera grundorsaken till en störande ljudkälla. Men att göra dessa mätningar under laboratorieförhållanden innebär att mätningarna inte bara blir orealistiska utan dessutom ofta kostsamma och tidskrävande. Däremot om man kan göra lämpliga mätningar direkt på plats har man möjlighet att analysera en verklig situation.

SonoCat – mer än en ljudintensitetsmätare!

Mätningar (i realtid)	Measurement (in real time)
• ”In-situ” ljudabsorption	• In-situ sound absorption
• 3D-ljudintensitet	• 3D sound intensity
• Emitterad / reflekterad -intensitet	• Emitted / reflected -intensity
• Ljudeffekt	• Sound power
• Ljudtryck	• Sound pressure
• 3D-partikelhastighet	• 3D particle velocity
• 3D-impedans	• 3D impedance

SonoCat är ett multifunktionellt verktyg för att göra flera olika typer av buller- och ljudmätningar. Enheten består av åtta digitala MEMS-mikrofoner placerade i en sfärisk mikrofon. Dessa mikrofoner används för att samla in den akustiska data som krävs för beräkning av bl.a. ljudtrycksnivå, 3D-ljudintensitetsvektor, ljudeffekt och ljudabsorptionskoefficient. SonoCat är kalibrerad och kan utföra både punkt- och skanningsmätningar. För att lokalisera en ljudkälla gör man en punktmätning av ljudtryck eller 3D-intensitetsvektorn. En skanningsmätning kan ge en maskins ljudeffekt eller en ytas genomsnittliga ljudabsorption.

Användningen är enkel:
Anslut Sonocat till en Windows PC eller surfplatta med SonoCat-mjukvaran installerad. Datorns skärm visar vald storhet i frekvensdomänen i realtid. Monitorera vald storhet elle välja att spela in och lagra för att sedan kunna analysera.

För vissa mätningar kan man behöva någon form av ljudkälla. Mjukvaran innehåller en funktion för vågformsgenerator vilket ger en kontrollerbar brus- och ljudkälla. Se bara till att koppla en lämplig högtalare till datorn.

Ljudnivåmätningar

Sonocat är ett multifunktionellt sfäriskt mikrofonsystem som kan mäta ljudtrycksnivåer (SPL) i stationära ljudfält. För att justera nivån efter situationen kan man välja mellan tre olika vanliga typer av frekvensviktning:

• A-viktning: Frekvensviktning baserad på den relativa ljudstyrkan som uppfattas av det mänskliga örat vid en ljudstyrka på 40 phon.
• C-viktning: Frekvensviktning som är mer lämplig för högre ljudnivåer.
• Z-viktning: Frekvensviktning på samma nivå (0 dB) för alla frekvensband (dvs ingen frekvensviktning).

Den totala ljudtrycksnivån beräknas enligt IEC-61672-1-standarden.

Ljudintensitet

Koordinatsystemet för SonoCat är definierat så att z-axeln pekar uppåt när SonoCat ligger på ett horisontellt bord, se figur nedan. X-axeln ligger i SonoCats symmetriplan och är vinkelrät mot z-axeln, som också ligger i det planet. Y-riktningen väljs så att ett högerhänt kartesiskt koordinatsystem uppstår. Den polära vinkeln θ och azimutvinkeln φ definieras enligt figuren.

För att mäta ljudintensitet kan man antingen utföra en punkt-mätning eller en mätning där man sveper proben med så jämn hastighet som möjligt över den yta man vill mäta (”scan measurement”). Ljudintensiteten i ett visst frekvensband kan ha antingen ett positivt eller negativt värde som anger riktningen för ljudenergiflödet.

In-situ (”på plats”) mätningar av ljudabsorption

Fram till introduktionen av SonoCat har mätning av ljudabsorptionskoefficienten byggt på ett antagande om det omgivande ljudfältet som påverkar det undersökta materialet. Mätningar utförda i laboratoriet (som impedansrör eller efterklangsrum) sker i en kontrollerad ljudmiljö där ljudfältet är känt och förutsägbart. Men ljudfältet utan för labbet är oftast oförutsägbart och svårt att kontrollera och kan dessutom variera beroende på till exempel olika ljudkällor. Ett materials förmåga att absorbera ljud beror på ljudkällan och dess miljö. Akustikingenjörer vet hur mycket ett material absorberar normala eller slumpmässigt infallande ljudvågor uppmätta i ett laboratorium. Däremot med en SonoCat har man ett instrument för att mäta effektiviteten på plats hos uppsatta absorptionsmaterial.

Ljudabsorptionskoefficient

Ljudabsorptionskoefficienten definieras som förhållandet mellan absorberad och infallande akustisk energi.

Så är 𝜶=1 absorberas allt ljud men är 𝜶=0 så absorberas inget ljud.

Ljudabsorptionskoefficienten kan också definieras som förhållandet mellan den absorberande och infallande ljudintensiteten (ljudeffekt) i förhållande till en yta, dvs hur stor del av den infallande akustiska ljudintensiteten (ljudeffekt) som absorberas. Den absorberande ljudintensiteten (ljudeffekten) är den infallande minus den reflekterande ljudintensiteten (ljudeffekten).

I tradionella mätningar mäts ljudtrycket och ljudintensiteten i ett kontrollerat ljudfält och med antagandet att det testade materialet kommer att bete sig på samma sätt i en ekofri miljö och på plats (”in-situ”). Vilket kanske inte alls är fallet. Med en SonoCat-lösning tar vi istället hänsyn till det lokala ljudfältet och antar att den normala komponenten av ljudfältet i varje punkt kan beskrivas av en infallande och en reflekterad plan våg. Följaktligen kan den effektiva in-situ absorptionskoefficienten därmed härledas från ljudfältsmätningar. Vi behöver inte ta utrustningen till ett labb, vi tar med mätutrustningen till själva ljudfältet.

Video ””Measuring Sound Absorption with the SonoCat” (3 min)

SonoCat specifikation

Vid leverans ingår

Mer information

Videopresentation av SonoCat

Presentation av SonoCat

Är du intresserad av en demo/presentation, så kontakta oss.

Vi kan via ”Teams” gör en ”online” presentation där vi kopplar upp SonoCat under en mätning och delar skärmbilden med dig. Allt för att du skall få en bra uppfattning om hur mätaren fungerar och hur du kan använda den. Tidsåtgång för en ”online” presentation brukar vara ca 45-60 min beroende på hur många frågor som ställs.

Självklart kan vi också komma på besök och visa SonoCat. Men ett ”Teams”-möte kan vara ett bra första steg om du vill veta mer om hur SonoCat fungerar.