Линейно-интегральный реверберометр Советский патент 1952 года по МПК G01H7/00 E04B1/99 

Предметом изобретения является линейно-интегральный реверберометр для исследования акустики помещений.

Предлагаемый линейпо-интегральный реверберометр отличается от уже известных приборов подобного назначения примененном линейного детектора одновременно с линейноинтегрирующим прибором. Такая конструкция прибора позволяет упростить и ускорить процесс измерения времени реверберации исследуемых помеп1,ений.

На фиг. 1 изображена электрическая схема интегрирующего устройства, основанная на электробаллистнческом принципе; па фиг. 2 - электрическая схема интегрнруюп1его устройства с дросселем; па фиг. 3 - скелетная схема включення аппаратуры для измерения времени реверберации и на фиг. 4 - принципиальная схема лииейно-интегральпого реверберометра с использованием в качестве инерционного элемента конденсатора большой емкости.

Для определения времени реверберации помещения с необходимой точностью измерения должны удовлетворять двум основным требованиям.

Во-первых, в каждом помещенин измерения необходимо производить

в таком количестве точек, чтобы бы,10 возможно статистическое усреднение.

. Во-вторых, метод измерения должен быть таким, чтобы в результате арифметического усреднения результатов чногих измерений, произведенных в разных точках помещения, влияния на общий результат отклонений отдельных ироцессов затухания от среднестатистического закона статистически взаимно компенсиро15ались.

Для удовлетворения первого требования метод должен обеспечить пеобходимую быстроту измерений.

Второе требоваьше может быть выпо.:1непо, если показания (П) реверберометра при измерениях во всех отдельных точках иомещеиия будут соответствовать УСЛОВИЮ:

FI :/{ ip(t}dt,

где Р(1) - функция, определяющая зависимость звукового давления в данной точке помещения от времени в процессе реверберапионного затухания, а К -- постоянная реверберометра.

Указанным двум требованиям существующие методы не удовлетворяют в должной степени, вследствие чего измерения времени реверберации усложняются и замедляются. Предлагаемый линейно-интегральный реверберометр устраняет этот недостаток и позволяет упростить и ускорить процесс измерения времени реверберации благодаря использованию электрически инерционной системы, основанной на электробалл нстическом принципе. Электрически инерционную систему можно практически осуществить или с помощью электрического конденсатора большой емкости, или с помощью дросселя с большой индуктивностью. Электрическая схема интегрирующего устройства, основанного на электроба„ътистическом принципе с использованием кондеисатора, приведена на фнг. 1. Величина силы тока /а, протекающего через сонротивление Rz под влиянием импульса электродвижущей силы Е, изменяющейся во времени по экспоненциальному закону, определяется дифференциальным уравнением .. uhA i , c, . /e,/, c, Рещение уравнения (2) имеет вид //, -I / h (i) I R -- / R, R, C, V/,, Максимальная величина силы ка ii определяется выражением 1 /с, R, С, /, + R. Так как коэффициент затухания связан со временем стандартной реверберации Т соотношением --,(5) при соблюдении то пр-и /с с 1, т. е. условия 6,9 К, + R, R, R, С, максимальная величина силы тока «2 будет определяться выражением: Е Т 6,9;,°/, С, Из выражения (8) видно, что, измеряя 1-пгл.: при определенном значении fo, можно определить время стандартной реверберации Т. Если между звуковым давление.м Р (i, воздействующим на микрофон, и электродвижущей силой на входе интегрирующего устройства существует линейная зависимость, то максимальная величина тока i-i, а следовательно, и показания реверберометра будут соответствовать условию (1). Действите,, для случая экспоненциального затухания звука имеем:сосо я к fР (t (, dt ) ).О „/С/С,„Г Таким образо.м, если инерционность интегрирующего устройства достаточно велика, что определяется выполнением условия (7), то показания реверберометра будут пропорциоиальны площади, ограниченной кривой затухания и координатными осями времени и звукового давления. Можно показать, что это будет справедливо и для тех случаев, когда кривая затухания звука имеет частичные отклонения от экспоненциального закона. В этом случае показания реверберометра будут соответствовать времени реверберации идеального процесса затухания, т. е. процесса, происходящего по экспоненциальному закону и эквивалентного измеряемому ио интегралу от звукового давления по времени. Электрически инерционную систему можио получить так же с помощью дросселя. Электрическая схема интегрирующего устройства с дросселем представлена на фиг. 2. Сила тока /, протекающего через дроссель под влиянием экспоненциального импульса электродвижущей силы, определяется дифференциальным уравнением; и А Яо -f --- dt /. Решение этого уравнения имеет вид i(t Максимальная величина силы ка i определяется выражением MlL-i К максимальная величина силы тока оиредсляется выражением „ Т Это выражение показывает, что интегрируюи;се устройство дроссельного типа при соблюдепии условия (13) так же обеспечивает возможность определения времени реверберации путем измерения интегрального реверберационного эффекта соответственно условию (I). На фиг. 3 показана скелетная схема включения всей аппаратуры, необходимой для измерения времени реверберации. Схема включает генератор / воющего тона, громкоговоритель 2, микрофон 3. микрофонный усилитель 4, детектор 5, коммутирующее устройство 6 и И11тегрируюп;ее устройство 7. Коммутирующее устройство, которое должно обеспечить включение интегриру1ои.1,его устройства одновременно с началом ревсрберациопного процесса, может быть практически осуществлено с помощью электромагнитного реле. Принципиальная схема линейноинтегрального реверберометра с использованием в качестве инерционного элемента конденсатора больщой емкости изображена на фиг. 4. Измерение времени реверберации с помощью такого реверберометра происходит следующим образом. При разомкнутой кнопке 8 контактные пружины 9 реле 10 занимают положение, изображенное на схеме. При этом конденсатор Ci интегрирующего устройства замкн}а накоротко, цепь П громкоговорителя замкиута и помещение наполняется звуковой энергией. Звуковые колебания воздействуют на микрофон и, соответственно, микрофонные токи детектируются с помощью лампы 12 и подаются на интегрирующее зстройство. Начальное напряжение на входе интегрирующего устройства, соответствзющее установивщемуся уровню звука в помещении, контролируется по показаниям гальванометра 13 и устанавливается определенной величины пзтем регулировки, усиления микрофонного з силителя 4 или напряжения на выходе генератора / воющего тона, питающего громкоговоритель 2. При нажатии кнопки 8 реле W срабатывает и одиовремеино разрывает .цепь громкоговорптеля и цепь, закорачивающую конденсатор С. В результате этого через сопротивление протекает тока, амплитуда которого, измеряемая гальванометром 14, прямо пропорциональна времени реверберации . Предмет изобретения Линейио-интегральный реверберометр, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью быстрого пол}чения показаний, пригодных для арифметического усреднения, в нем одновременно применены линейный детектор и линейный баллистический прибор, например, в виде гальванометра с интегрирующим RC илн RL контуром. 0-1-WVVWV

Фиг.

/,

с с .„-а

с- C/J е

С,

н

Фиг. 2

о-I- -v A/WWV 4/ fi7-e