MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ. 10. Hafta Şartlandırılmış Akustik Odalardaki Ölçümler

Transkript

1 MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ 10. Hafta Şartlandırılmış Akustik Odalardaki Ölçümler

2 Yankısız ve Yarı-Yankısız odalarda yapılabilecek ölçümler Yankısız ve yarı-yankısız odalarda, ses gücü düzeyi ve kaynağın yönselliği ölçülebilir. 1. Ses Gücünün Belirlenmesi Yankısız veya yarı-yankısız odalarda ses gücü düzeyinin belirlenmesi, oda içerisinde yankı alanının oluşmadığı kabulüne dayanır. Ölçüm alınacak olan alan mutlaka ses kaynağının akustik uzak alanında konumlandırılmalıdır. Ölçümde kullanılacak mikrofon sayısı, istenilen ses gücü düzeyi hassasiyet derecesine ve kaynağın yönselliğine bağlıdır.

3 a)yarı-yankısız odada ses gücünün belirlenmesi Yarı-yankısız odada ses gücü düzeyi ölçümü ISO 3744 standardına göre yapılabilir. Bu standart ölçüm alanlarının gerektirdiklerini, mikrofonların konumlarını belirtmiştir. Yarım küre veya dikdörtgenler prizması ölçümleri yapılabilir. Ölçüm alınırken hiçbir mikrofon odanın sınırlarına çeyrek dalga boyundan yakın olmamalıdır. Yarım küre ölçümleri yapılırken, yarım kürenin yarıçapı, numunenin en büyük uzunluğunun iki katı veya ortalama yüksekliğinin dört katı kadar olmak zorundadır.

4 Örnek olarak ISO 3744 standardına göre ölçüm noktaları: Mikrofon konumları ilgili standarttan alınabilir.

5 ISO 3744 e göre Yarı-yankısız odada Ses Gücü Düzeyinin belirlenmesi: Ses Gücü Düzeyi [db] (W 0 = W): pi LW 10log Si 10 10log D i Burada, L w : Ses gücü düzeyi, S i : i nci yüzey alanı L pi : i nci yüzey bölgesindeki ses basınç düzeyidir. D cw / p L / ref c / 400 Eğer ölçüm alanı küp ise her bir S i birbirine eşittir ve 10log D 0 olarak alınırsa Ses Gücü Düzeyi: S L W= L p +10log s S 0 Burada, L p : ortalama ses basınç düzeyi, s : 1 m 2 dir. S 0

6 ISO 3744 e göre Yarı-yankısız odada Ses Gücü Düzeyinin belirlenmesi (dvm): Ölçüm alınan laboratuvarlar teoride kabul edildiği gibi ideal olamayacağından, odanın özelliklerine göre bazı düzeltme faktörleri kullanılarak doğru ses gücü düzeyi bulunur: L L K K 1. Arka plan gürültüsü için düzeltme faktörü: K whesaplanan 1 2 w Düzeltilen 0.1L 1 10log(1 10 ) L = Ses gücünün belirlenmesinde hesaba katılan tüm ses basınç düzeylerinin ortalaması ile arka plan gürültü düzeyi arasındaki fark 1) L>6 db ise ISO3744 geçerlidir. 2) L>15 db ise düzeltme yapılmaz 3) 6dB<L<15 db arasında ise belirtilen düzeltme yapılır. 4) Düzeltme her frekans bandı için yapılır.

7 ISO 3744 e göre Yarı-yankısız odada Ses Gücü Düzeyinin belirlenmesi (dvm): 2. Çevresel düzeltme faktörü: Burada; A=α.S v dir. S v : Oda sınırlarının toplam alanıdır. K 10log 1 4 S / 2 A 1) K 2 <2 db ise ISO 3744 geçerlidir. 2) 2dB yi geçmemek koşulu ile S/A oranına göre her durumda düzeltme uygulanır.

8 Diğer Ses Gücü Ölçüm Standartlarının Sınırları

9 b) Tam yankısız odada ses gücünün belirlenmesi Yüksek hassasiyette bir ses gücü düzeyi ancak tam bir akustik serbest alanda ölçülebilir. Bu da ses kaynağının alt kısmında yansıtıcı yüzey olmayan tam-yankısız odalarda mümkündür. Yönsellik ölçümlerinde yankısız odalar tercih edilmelidir. Bu tipteki odalarda ses gücü düzeyi ölçümü yukarıda anlatıldığına benzer küresel bir ölçüm yüzeyine yerleştirilen mikrofonlar aracılığıyla yapılmaktadır. Bu yerleşimler ISO 3745 standardında belirtilmiştir. Yarım küresel veya dikdörtgenler prizması biçimindeki ölçüm yüzeyleri de kullanılabilir.

10 2. Ses Yönselliğinin belirlenmesi Oda içerisinde üç boyutta çeşitli uzaklıklardan ses basınç düzeyleri ölçülerek kaynakların ses yönselliklerinin şekilleri belirlenebilir. Bunun için de kaynaktan yayınan sesin geri dönmemesi istendiğinden genellikle sadece tam serbest alan koşulunun sağlandığı tam yankısız odalarda yapılan ölçümler kullanılır. Yönsel olmayan ses kaynağı Yönsel ses kaynağı

11 Ses Yönsellik Şekilleri Yönsel olmayan ses kaynağı Yönsel ses kaynağı

12 Yönsellik Faktörü (Q θ ): Q P P S L L P PS /10 /10 10 (L P L PS )/10 Burada, L pθ : W gücündeki bir ses kaynağının r mesafesinde θ açısındaki ses düzeyi L ps : yönsel olmayan W gücündeki bir ses kaynağının r mesafesinde ses düzeyi Yönsellik İndeksi: DI 10log(Q ) db

13 Yankı odasında Ses Gücünün belirlenmesi Yankı odasında ses gücü düzeyinin belirlenmesinde çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden iki tanesi sıklıkla kullanılmaktadır: 1-Karşılaştırma yöntemi (Comparision Method), 2- Direkt yöntem (Direct Method) Bu yöntemlerin kullanılması için oda içerisinde yayılı alanın koşulların sağlanması gerekmektedir.

14 1. Karşılaştırma Yöntemi: Bu yöntemde, ses gücü, bilinen referans bir kaynak yardımıyla belirlenir. Güç düzeyi bilinen referans kaynak odada duvarlara ve ölçüm noktalarına uzak, uygun bir yere konumlandırılmalıdır. Her frekans bandında ortalama ses basıncı düzeyi çeşitli noktalara konumlandırılan bir çok mikrofonla belirlenmelidir. Referans kaynak için yapılan ses basınç ölçümlerinin ardından, ses gücü öğrenilmek istenilen kaynak, referans kaynakla aynı noktaya konularak ses basınçları ölçülmelidir.

15 1) Karşılaştırma Yöntemi (dvm): Belirli bir frekans için ses gücü düzeyi L W şu şekilde bulunur: LW LWr Lp Lp r Burada, L W : ölçülen kaynağın 1/3 oktav bandında ses gücü düzeyi, L p : ölçülen kaynağın 1/3 oktav bandında ortalama ses basıncı düzeyi, : referans kaynağın 1/3 oktav bandında güç düzeyi, L p r : referans kaynağın 1/3 oktav bandında ortalama ses basıncı düzeyidir. L Wr

16 1) Karşılaştırma Yöntemi (dvm): Ölçüm sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar: Mikrofon konumları oda içerisindeki herhangi bir yüzeye 1.0 m den daha yakın olmamalıdır. Mikrofon konumları ses kaynağına d min den daha yakın olmamalıdır. d ( L ) / 20 min Wr L pr Mikrofonlar arasındaki uzaklık en az λ/2 olmalıdır. λ ses kaynağının yaydığı en düşük 1/3 merkez bant frekansının dalga boyudur.

17 L W 2. Direkt Yöntem: Odanın her frekans değeri için yankı süresinin bilinmesi gerekmektedir. Buna göre, L W A A S c B Lp 10log log1 25log 6 A0 S 8V f B 0 : ses gücü düzeyi L P : ortalama ses basıncı düzeyi A : odanın eşdeğer yüzey alanı =(55.26/c)(V/T 60 ), m 2 V : oda hacmi, m 3 T 60 : f frekansı için yankı süresi, s A 0 : referans yutma alanı, 1 m 2 S : odanın toplam yüzey alanı, m 2 f : frekans, Hz c : θ sıcaklığındaki ses hızı, m/s θ : sıcaklık, ºC B : atmosfer basıncı, Pa B 0 : Pa V 0 : 1 m 3 T 0 : 1 s Ölçümler sırasında mikrofonlar ve mikrofon ile kaynak arasındaki uzaklık en az: olmalıdır. d min 0.08 V T / V / T 0 0 Ortalama Ses Basıncı: Oda içerisindeki farklı noktalardan alınacak olan ses basınçlarının ortalamasıdır.

18 Bir yankı odası ve kaynak mikrofon uzaklıkları Sabit Yansıtıcı >1m Dönel yansıtıcılar d min Mikrofon >0.5 m Kaynak >1m