Lydabsorbering

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Pladesporhøjhastighedsruten Køln-Rhinen / Main med lyddæmpere for at reducere spredning af hjulstangstøj .

Lydabsorbering refererer til reduktion af lydenergi, især ved at omdanne den til varme. Absorbering er synonymt med "synke" og "suge op".

Differentiering fra lignende udtryk

Udtrykket lydabsorbering skal skelnes fra følgende udtryk, der bruges meget ens:

  • Lydspredning forstås udelukkende at betyde konvertering til andre energiformer end lyd, især varme, mens absorption som udgangspunkt også kan betyde andre former for "forsvinden" af lyd (se grad af absorption ).
  • Lyddæmpning refererer til enhver form for reduktion i lydintensitet , der ikke nødvendigvis har at gøre med en reduktion i lydenergi , f.eks. B. ved divergens , dvs. ved at fordele lydenergien over et større område.
  • Lydisolering er afskærmning af lyd udefra. Det kan allerede blive skabt af inertien i en glat, genklangende væg (f.eks. Lavet af stål eller beton), som forårsager maksimal lydreflektion på indersiden. På den anden side tjener lydabsorbering til at reducere refleksioner (f.eks. Til at undertrykke efterklang og / eller stående bølger indendørs).

Kvantitativ bestemmelse

Absorptionskoefficient

Absorptionskoefficienten er - som i optik - den eksponentielle koefficient for faldet i intensiteten af ​​en plan (dvs. divergensfri) bølge . Det er en materialekonstant for transmissionsmediet under lydudbredelse . Fordi denne materialekonstant kun er karakteriseret ved dissipativ absorption, er den faktisk identisk med dissipationskoefficienten .

Absorptionsgrad

Graden af ​​lydabsorbering er defineret som forholdet mellem den absorberede lydintensitet til den samlede hændelseslydintensitet :

Graden af lydabsorbering er relateret til graden af ​​lydreflektion som følger (Mål af det reflekterede lyd intensitet), graden af den korrekte transmission (Mål for den transmitterede lyd intensitet) og graden af den korrekte dissipation (Mål for den "tabte" lydintensitet):

Den første ligning siger, at summen af ​​reflekteret og absorberet lydintensitet, dvs. af lydreflektion og lydabsorption, altid svarer til den samlede lydintensitet. Den sidste ligning udtrykker, at den absorberede lydintensitet består af den transmitterede (transmitterede) og "tabte" (spredte) lydintensitet; Lydabsorbering opstår således ved samtidig lydoverførsel og spredning.

Måleenhed

Måleenheden for lydabsorbering er sabin .

Handlingsmåder

Ikke alle konstruktioner, der behandles under udtrykket 'lydabsorber' i dag, er faktisk baseret på absorption, dvs. på omdannelse af lydenergi til varmeenergi.

Lydbaneforstørrelse

I praksis bruges porøse og / eller fibrøse absorptionsmaterialer til at absorbere luftbåren lyd . Som et resultat forstørres overfladen, hvorpå lyden rammer, mange gange. En del af lydenergireduktionen kan derfor allerede være baseret på en ren forlængelse af lydbanen, idet lyden afbøjes (reflekteres) mange gange, før den forlader absorberen igen. Da lydenergi har et kvadratisk gensidigt forhold til den dækkede lydsti (se spredning ), reduceres energiniveauet for lyden, der kommer fra absorberen, selv med et stift eller genklangende absorptionsmateriale (f.eks. Merskum eller rør), fordi lyden allerede er har en længere vej bag sig, end det ville være tilfældet med en glat og flad reflekterende overflade.

I tilfælde af porøse absorbere omdannes lydenergien til varme ved friktion mellem luftmolekylerne i absorberen; denne proces er kendt som spredning . Absorberingsevnen for porøse absorbere er frekvensafhængig og bestemmes af porøsiteten, strukturfaktoren og den længderelaterede strømningsmodstand. Fordelen ved porøse absorbere er deres høje absorption i det midterste og øvre frekvensområde, hvorimod lave frekvenser kun absorberes lidt.

Mekanisk dæmpning

Derudover omdannes lydenergi også til kinetisk energi, hvis dæmpningsmaterialet er elastisk (f.eks. Uldfibre eller gummimolekyler), bevægeligt (f.eks. Sand) eller deformerbart (f.eks. Chips ), hvorved lydniveauet fra lyden fra absorberen kan reduceres yderligere.

I tilfælde af porøse absorbere kan dæmpningsadfærden tilnærmes matematisk ved hjælp af teorien om kvasi-homogene absorbere. [1]

Resonatorer

En anden mulighed for lydabsorbering tilbydes af resonatorer , især pladeresonatorer ( membranabsorberere ) og Helmholtz -resonatorer . Også her omdannes lydenergien først til kinetisk energi, nemlig til vibrationsenergi.

Antistøj

Desuden kan lyd slukkes elektronisk ('aktivt'). Denne proces refererer faktisk ikke til absorption (omdannelse til varme eller kinetisk energi af et materiale), men snarere til lydreduktion. Et antifasesignal overlejres på den indgående lyd med mindst en ekstra højttaler, så der sker faseafhængig annullering eller dæmpning (se modlyd ).

Kombinationer

Mange konstruktioner til refleksionsreduktion kombinerer ovennævnte virkemåder, se ovenfor. z. B. en pladeoscillatorkonstruktion (resonator), som også er fyldt med elastisk materiale.

Lydabsorbering i rumakustik

Lyden genereret i et rum formerer sig som en luftbåren lydbølge og rammer rummets grænseflader, som delvis absorberer, slipper igennem eller reflekterer lyden.

Tæpper er de eneste gulvbelægninger, der tillader lydabsorbering af luftbårne lyde. Ved beregning af rumakustik , z. B. indstil det nødvendige lydabsorberingsniveau for tæpper . Målingen udføres i et efterklangslokale ved at sammenligne efterklangstiderne med og uden afdækning.

Perforerede gipsplader er ofte fastgjort til vægge og lofter i større rum med lidt møbler. Nogle af lydbølgerne passerer gennem hullerne og er allerede svækket; Alle dele, der passerer, absorberes af de underliggende porøse materialer (såsom melaminharpiksskum ).

Weblinks

Individuelle beviser

  1. ^ Fridolin P. Mechel: Lydabsorbering , kapitel 18, i: Manfred Heckl, Helmut A. Müller: Lommebog over teknisk akustik , Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1975, ISBN 3-6429-7357-4