КАМЕРА АКУСТИЧЕСКАЯ ЗАГЛУШЕННАЯ ЗВУКОМЕРНАЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК E04B1/82 H01Q17/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям, анализу звуковых волн, звукопоглощающим конструкциям и может найти применение при проектировании, строительстве, аттестации и эксплуатации акустических, заглушенных, звукомерных камер.

Существует камера акустическая, заглушенная, звукомерная, предназначенная для исследования и измерения акустических характеристик излучателей звука (1).

Камера состоит из поверхностей, образующих замкнутый объем, электромагнитного экрана из стального 3 мм листа и звукопоглотителя, последовательно покрывающих поверхности. Звукопоглотитель состоит из последовательно нанесенных на все ограничивающие поверхности слоя минеральной стекловаты толщиной 100 мм и через воздушный зазор в 50-70 мм слоя звукопоглощающих клиньев высотой от 500 до 1250 мм и выше в зависимости от класса камеры.

Исследуемый источник звука размещается в центре заглушенного пространства камеры на специальном столике, и звуки, излучаемые им, фиксируются измерительным микрофоном и, попадая на внутренние поверхности, поглощаются звукопоглотителем.

Недостаток этой камеры в том, что если на высоких и средних частотах звуковые волны хорошо поглощаются звукопоглотителем, то на частотах ниже 100 Гц звукопоглощение резко падает и часть звуковых волн, отражаясь от ограничивающих поверхностей, попадает на измерительный микрофон, искажает частотную характеристику исследуемого излучателя звука. Для борьбы с этим недостатком ОСТ 4.275 000-79 делит камеры акустические, звукомерные на 5 классов, в которых камеры отличаются габаритами и длиной звукопоглощающих клиньев, что позволяет нижнюю граничную частоту камеры со 100 Гц (4 класс) понизить до 31,5 Гц (0 "высший" класс).

Другой недостаток камеры в том, что в качестве основного звукопоглотителя используются звукопоглощающие клинья из штапельного стекловолокна марки 150 (удельный вес 150 кг/м), звукопоглощение которого на частотах ниже 100 Гц низкое. В соответствии с (1) звукомерные заглушенные камеры характеризуются внутренним объемом, имеющим форму параллелепипеда. Внутренние поверхности камеры последовательно покрыты электромагнитным экраном из 3-мм стального листа, 100-мм слоем стекловаты марки 150 из штапельного стекловолокна и через 50-мм воздушный зазор слоем звукопоглощающих клиньев с основанием 200 мм х 200 мм и высотой от 500 до 1250 мм в зависимости от класса камеры. В соответствии с (1) звукомерные заглушенные камеры делятся на 5 классов от 4 до 0 (высшего).

Основные их характеристики приведены в таблице.

Недостаток перечисленных в (1) акустических звукомерных камер в том, что на частотах ниже 100 Гц коэффициент звукопоглощения материалов, которыми облицованы стенки камер, падает, и для того чтобы получить безэховое пространство на частотах ниже 100 Гц в соответствии с (1), объем, внутреннюю поверхность и толщину звукопоглощающего слоя увеличивают (см. таблицу) и по метрологическим характеристикам заглушенные звукомерные камеры делят на 5 классов для того, чтобы снизить нижнюю граничную частоту со 100 до 31,5 Гц. Другой недостаток акустической звукомерной камеры в том (1), что в качестве электромагнитного экрана используется листовая сталь толщиной не менее 3 мм, которой покрывают внутренние ограничивающие поверхности с плотностью материала 7,9 г/см³ большей плотности всех строительных материалов, используемых при строительстве камеры. Существует звукопоглощающая конструкция для акустических заглушенных камер (2). Для улучшения конструкции в конструкции камеры применяют звукопоглощающие клинья одной длины 500 мм, а слой стекловаты изменяется в конструкции камеры от 150 до 900 мм и прижимается к ограничивающим поверхностям слоем металлической сетки или листовой сталью с отверстиями по всей площади. Существует широкополосный звукопоглотитель (3), который может быть использован при разработке и изготовлений акустических звукомерных камер. Для обеспечения равномерного поглощения звука в широком диапазоне частот, включая низкие, звукопоглотитель состоит из примыкающих друг к другу секций, имеющих в сечении форму треугольника, с основанием, совпадающим с лицевой плоскостью поглотителя, причем пространство между боковыми стенками каждой такой секции разделено продольными перегородками на геометрические, имеющие в сечении форму параллелограммов, камеры набора воздушных резонаторов, состоящих из нескольких семейств одинаковых резонаторов, так что в каждом новом семействе размеры камер вдвое меньше, а число их вдвое больше чем у предшествующего семейства более крупных резонаторов и одинаковые камеры всегда отделены друг от друга более крупными, при этом каждая камера набора одним своим углом, в котором выполнено горло резонатора, например щелевое, выходит на лицевую плоскость звукопоглотителя. Недостаток данного звукопоглотителя в том, что для возбуждения колебания, отнимающего энергию, используется объем воздуха, и чтобы обеспечить звукопоглощение на более низких частотах, необходимо увеличить объем звукопоглотителя, что неприемлемо конструктивно, а также увеличить сложность настройки нижней граничной частоты. Существует безэховая камера (4), отличающаяся прежде всего тем, что ферритовые пластины, используемые в покрытии стенок камеры, выполняют функции как звукопоглотителя, так и электромагнитного экрана. Недостаток этой камеры - низкий коэффициент звукопоглощения на низких частотах.

Из всех перечисленных аналогов (1-4) наиболее близкой по своим характеристикам к предлагаемой акустической камере относится акустическая камера, описанная в аналоге (1), так как позволяет использовать свои конструктивные особенности для устранения основного недостатка - низкого коэффициента звукопоглощения на низких частотах. Для устранения этого недостатка в заглушенной звукомерной камере за слоем звукопоглощающих клиньев помещают резонансные звукопоглотители, которые увеличивают коэффициент звукопоглощения на низких частотах. Для того чтобы заклиновый промежуток работал как резонансный звукопоглотитель его на всю глубину 150 мм заполняют минеральной стекловатой марки 150 и прижимают ее к внутренним поверхностям плотной тканью типа "брезент" или металлической сеткой с шагом ячейки 0,05-0,5 мм. Устройство камеры показано на фиг.1, где к электромагнитному 3-мм листу 8, покрывающего все внутренние поверхности 6, прижимается слой стекловаты 5 толщиной 150 мм и размещается слой из звукопоглощающих клиньев 4 КЗК-0,5 высотой 500 мм. Воздушный зазор 9 между слоем клиньев 4 и полотном 7, закрывающим слой стекловаты, уменьшается до 10-15 мм.

На фиг.2 показан звукопоглотитель для всех классов камер, клинья 4 одной длины 0,5 мм, а заклиновое пространство из воздушного зазора 9 и слоя стекловаты 5 делают переменной толщины в зависимости от класса камеры от 150 до 900 мм и плотным полотном или металлической сеткой 7 прижимают стекловату к внутренним поверхностям камеры 6. Слой стекловаты прижимается к ограничивающим поверхностям двумя параллельными полотнами из плотной ткани или металлическими сетками с шагом ячейки от 0,05 до 0,5 мм и разделяющими слой стекловаты в отношении 1:2. При применении двух металлических сеток они могут выполнять роль электромагнитного экрана. Второй вариант звукопоглотителя приведен на фиг.3, где слои стекловаты прижимаются к поверхностям электромагнитным экраном из стального 3-мм листа с отверстиями по всей площади, размещенными с равным шагом, диаметр которых рассчитывается исходя из нижней граничной частоты акустической камеры.

Используемая литература
1. ОСТ 4.275.008-79.

2. Изобретение 2064559 "Звукопоглощающая конструкция для акустических заглушенных камер", кл. 6 Е 04 В 1/82.

3. Авторское свидетельство 446898 "Резонансный звукопоглотитель", кл. 6 G 10 К 11/00.

4. Изобретение 2113040, кл. G 01 К 17/00.

Изобретение относится к акустическим измерениям, анализу звуковых волн, звукопоглощающим конструкциям. Согласно первому варианту изобретения предложена камера акустическая заглушенная звукомерная, имеющая ограниченный поверхностями стен объем, измерительный микрофон и звукопоглотитель, состоящий из слоя стекловаты, электромагнитного экрана и через воздушный зазор слоя звукопоглощающих клиньев. При этом слой стекловаты имеет толщину 150-900 мм и прижат к стенам стальным листом или металлической сеткой с шагом ячейки 0,05-0,5 мм, а воздушный зазор имеет толщину 10-15 мм. Согласно второму варианту слой стекловаты прижат к стенам резонансным звукопоглотителем из полотна плотной ткани. Электромагнитный экран может быть выполнен из двух параллельных слоев - металлического листа и параллельно ему металлической сетки или же из двух параллельных слоев, выполненных из металлической сетки, делящих толщину слоя стекловаты в отношении 1:2. Резонансный звукопоглотитель может состоять из двух параллельных слоев плотной ткани, размещенных на расстоянии от стен, не превышающем толщину слоя стекловаты, и делящих толщину слоя стекловаты в отношении 1:2. В результате увеличивается коэффициент звукопоглощения. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Камера акустическая заглушенная звукомерная, имеющая ограниченный поверхностями стен объем, измерительный микрофон и звукопоглотитель, состоящий из слоя стекловаты, электромагнитного экрана и через воздушный зазор слоя звукопоглощающих клиньев, отличающаяся тем, что слой стекловаты имеет толщину 150-900 мм и прижат к стенам стальным листом или металлической сеткой с шагом ячейки 0,05-0,5 мм, при этом воздушный зазор имеет толщину 10-15 мм. 2. Камера акустическая заглушенная звукомерная по п. 1, отличающаяся тем, что электромагнитный экран выполнен из двух параллельных слоев - металлического листа толщиной, равной 3 мм, с отверстиями по всей площади, размещенными с равным шагом, и параллельно ему металлической сетки с шагом ячейки 0,05-0,5 мм, размещенных на расстоянии от стен, не превышающем толщину слоя стекловаты, и делящих толщину слоя стекловаты в отношении 1: 2. 3. Камера акустическая заглушенная звукомерная по п. 1, отличающаяся тем, что электромагнитный экран состоит из двух параллельных слоев, выполненных из металлической сетки с шагом ячейки 0,05-0,5 мм, размещенных на расстоянии от стен, не превышающем толщину слоя стекловаты, и делящих толщину слоя стекловаты в отношении 1: 2. 4. Камера акустическая заглушенная звукомерная по любому из предыдущих пп. 1-3, отличающаяся тем, что клинья имеют постоянную длину, равную 500 мм. 5. Камера акустическая заглушенная звукомерная, имеющая ограниченный поверхностями стен объем, измерительный микрофон и звукопоглотитель, состоящий из слоя стекловаты и через воздушный зазор слоя звукопоглощающих клиньев, отличающаяся тем, что слой стекловаты имеет толщину 150-900 мм и прижат к стенам резонансным звукопоглотителем из полотна плотной ткани, при этом воздушный зазор имеет толщину 10-15 мм. 6. Камера акустическая заглушенная звукомерная по п. 5, отличающаяся тем, что резонансный звукопоглотитель состоит из двух параллельных слоев плотной ткани, размещенных на расстоянии от стен, не превышающем толщину слоя стекловаты, и делящих толщину слоя стекловаты в отношении 1: 2. 7. Камера акустическая заглушенная звукомерная по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что в качестве материала резонансного звукопоглотителя используется брезент. 8. Камера акустическая заглушенная звукомерная по любому из предыдущих пп. 6 и 7, отличающаяся тем, что клинья имеют постоянную длину, равную 500 мм.