MAK 4026 SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ

MAK 4026
SES ve GÜRÜLTÜ KONTROLÜ
10. Hafta
Şartlandırılmış Akustik Odalardaki Ölçümler
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.
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.
Örnek olarak ISO 3744 standardına göre ölçüm noktaları:
Mikrofon konumları ilgili standarttan alınabilir.
ISO 3744’e göre Yarı-yankısız odada Ses Gücü Düzeyinin belirlenmesi:
•
Ses Gücü Düzeyi [dB] (W0 = 10-12 W):
L W  10 log  Si  10
L pi / 10
 10 log D
i
Burada,
Lw: Ses gücü düzeyi,
Si: i’nci yüzey alanı
Lpi: i’nci yüzey bölgesindeki ses basınç düzeyidir.
D  cW0 / p 2ref  c / 400
•
Eğer ölçüm alanı küp ise her bir Si birbirine eşittir ve
 10 log D  0 olarak alınırsa Ses Gücü Düzeyi:
S
L W = Lp +10log  
s
 S0 
Burada,
L p : ortalama ses basınç düzeyi,
s
S0 : 1 m2’dir.
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:
Lw Düzeltilen   Lw Hesaplanan   K1  K 2
1. Arka plan gürültüsü için düzeltme faktörü:
K1  10log(1  100.1L )
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.
ISO 3744’e göre Yarı-yankısız odada Ses Gücü Düzeyinin belirlenmesi (dvm):
2. Çevresel düzeltme faktörü:
Burada;
K 2  10 log1  4S / A
A=α.Sv’dir.
Sv: Oda sınırlarının toplam alanıdır.
1) K2<2 dB ise ISO 3744 geçerlidir.
2) 2dB’yi geçmemek koşulu ile S/A
oranına göre her durumda
düzeltme uygulanır.
Diğer Ses Gücü Ölçüm Standartlarının Sınırları
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.
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
Ses Yönsellik Şekilleri
Yönsel olmayan ses
kaynağı
Yönsel ses kaynağı
Yönsellik Faktörü (Qθ):
P 10LP /10
Q 
 LPS /10  10( LP LPS ) /10
PS 10
Burada,
Lpθ: W gücündeki bir ses kaynağının r mesafesinde θ
açısındaki ses düzeyi
LpS: yönsel olmayan W gücündeki bir ses kaynağının
r mesafesinde ses düzeyi
Yönsellik İndeksi:
DI  10 log( Q )
dB
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.
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.
1) Karşılaştırma Yöntemi (dvm):
•
Belirli bir frekans için ses gücü düzeyi LW şu şekilde bulunur:

LW  LWr  Lp  Lp
r

Burada,
LW : ölçülen kaynağın 1/3 oktav bandında ses gücü
düzeyi,
Lp
: ölçülen kaynağın 1/3 oktav bandında ortalama
ses basıncı düzeyi,
L Wr : referans kaynağın 1/3 oktav bandında güç
düzeyi,
Lp
: referans kaynağın 1/3 oktav bandında ortalama
r
ses basıncı düzeyidir.
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 dmin’den daha
yakın olmamalıdır.
d min  0.4  10
( LWr  L pr ) / 20
• Mikrofonlar arasındaki uzaklık en az λ/2 olmalıdır.
• λ ses kaynağının yaydığı en düşük 1/3 merkez bant
frekansının dalga boyudur.
2. Direkt Yöntem: Odanın her frekans değeri için yankı
süresinin bilinmesi gerekmektedir.
•
Buna göre,


A
A
S c
LW  L p  10 log  4.34  10 log1 
A0
S

 8 V  f
LW : ses gücü düzeyi
L P : ortalama ses basıncı düzeyi
A : odanın eşdeğer yüzey alanı
=(55.26/c)(V/T60), m2
V : oda hacmi, m3
T60 : f frekansı için yankı süresi, s
A0 : referans yutma alanı, 1 m2
S : odanın toplam yüzey alanı, m2
•
 427

273
B  
  25 log 
   6

 400 273   B0  
f
c
θ
B
B0
V0
T0
: frekans, Hz
: θ sıcaklığındaki ses hızı, m/s
: sıcaklık, ºC
: atmosfer basıncı, Pa
: 1.013 × 105 Pa
: 1 m3
:1s
Ölçümler sırasında mikrofonlar ve mikrofon ile kaynak
arasındaki uzaklık en az:
olmalıdır.
d min
V / V0
 0.08
T / T0
Ortalama Ses Basıncı: Oda
içerisindeki farklı noktalardan
alınacak olan ses
basınçlarının ortalamasıdır.
Bir yankı odası ve kaynak mikrofon uzaklıkları
Sabit Yansıtıcı
>1m
Dönel yansıtıcılar
d min
Kaynak
Mikrofon
>0.5 m
>1m