Curs 1.ppt

CURS 1: NOTIUNI INTRODUCTIVE

DEFINŢIE

Sunetul este deplasarea de unde de presiune într-un mediu fluid (aer, apa).


pCo

pCo

2

VITEZA SUNETULUI viteza de propagare a undei sonore

Exemplu numeric de calcul a celeritatiiCalculam viteza de propagare a undei sonore în aer la 0oC şi la presiunea atmosferică

smCo

mkg

Pap

o

o

/331 Rezulta

/293.1

10013.1

402.1

3

5

p – presiunea in aer – densitatea aerului – coeficient adiabatic


Exemplu numeric de calcul a celeritatiiCalculam viteza de propagare a undei sonore în aer la 20oC şi la presiunea atmosferică

273273

273273

2273

2273

RCoRCo

Rp

pCo

KK

o

o

o

oK

)(273

)(

)(273

)(

273

)(273)(

)(273

)(

273

K

KTCoCo

K

KT

Co

Co

RCo

TRCo

KKT

K

KT

K

T

Scriem ecuatia de 2 ori:- La temperatura T :- La temperatura 273K:

smCoK

KsmCo KK /9.342

)(273

)(293/331 )(293)(293 CALCUL :


pmax

t t+T

Tt

t

ef dttpT

pp 22 1

Presiune sonora, (Pa)

este valoarea mediata in timpa presiunii aerului

Intensitatea acustica (W/m2) medie a undei plane armonice progresive se calculează functie de valoarea presiunii aerului:

2

'1

2

''

'1

2

2

2

2

p

CoI

pp

pCo

I

o

o


Puterea acustică (W) medie emisă de către sferă, W, este fluxul de energie acustică ce traversează suprafaţa sferei de rază r.

2

)()(

4 rIrW

dSIWdSIWSS

24 r

WIr

Intensitatea acustica se poate calcula functie de puterea acustica

r

(S) I1m

I2m

I1.5m


Gama frecvenţe auzibile

Nivelul de intensitate acustică, notat cu LI [dB] sau cu SIL (Sound Intensity Level)

Io

IdBSILdBLI 10log10 intensitatea de referinţă

21210m

WIo


Nivelul de presiune acustică, notat cu Lp [dB] sau cu SPL (Sound Pressure Level) [dB] :

o

ef

o

ef

p

pdBLp

p

pdBSPLdBLp

10

2

2

10

log20

log10

presiunea de referinţă Papo

61020

Domeniul de variaţie al nivelului de presiune acustica : - limita inferioară, numită şi nivel de auditibilitate, este 20 mPa = 20x10-6 Pa = 2x10-5 Pa,- limita superioară, numită şi nivelul de durere, 20 Pa .

Exemplu numeric: limita inferioara a

nivelului de „zgomot”

dBLp

p

pLp

o

o

01log20

log20

10

10

Exemplu numeric: limita superioara a nivelului de „zgomot”

dBLp

Pa

Pa

p

pLp

o

ef

12010log12010log20

1020

20log20log20

106

10

61010


o

ef

p

pdBLp 10log20

Rezolvarea relatiei de calcul a nivelului de presiune acustica

Exemplificare niveluri de zgomot pentru diferite activitati


Nivelul de putere acustică, notat cu LW [dB]

Wo

WdBLW 10log10

puterea acustică de referinţă

WWo 1210

Co

pI

o

ef

2

legătura dintre :nivelurile de intensitate şi cel de presiune acustică

o

ef

p

pdBLp 10log20

Io

IdBSILdBLI 10log10

dBIoCo

pLpL

o

oI

2

10log10

Exemplu numeric legătura dintre LI şi Lp în cazul propagării

undei sonore în aer la 20oC

LpL

LpLm

W

s

m

m

kgPa

LpL

I

I

I

Deci

96.0log10

1034321.1

10400log10

10

212

3

212

10


legătura dintre : nivelurile de intensitate şi cel de putere acustică

24 r

WI

Io

IdBSILdBLI 10log10

Wo

WdBLW 10log10

dBrLL WI 11log10 210

Spectre sonore

Semnal acustic

tAtp cos'


Semnale periodice

Ttptp ''

Sunete complexe


Frecvenţă (Hz)DenumiriBandă

1 octavăBandă

1/3 octavă

1612,5 16 20

31,525

31,5 40

6350 63 80

125100

joase

125160

250200250315

500400

mediane

500630

1000800

10001250

20001600

înalte

20002500

4000315040005000

80006300 8000

10000

1600012600 16000 20000

SPECTRU

Inte

rval

de

frec

vent

e au

zibi

le

STAS

615

6 - 8

6

dom

eniu

l con

stru

ctiilo

r

1 octavaFiecare octava este dublul celei anterioare

1/3 octavaPrima 1/3o a unei octave este dublul primei 1/3o din octava anterioaraFiecare octava este dublul celei anterioare

x2

x2 x2x2


Suprapunerea undelor sonore - adunarea a doua niveluri de zgomot

SURSA -1- SURSA -2- * Cele doua surse de zgomot functioneaza independent una de cealalta (Lp1 independent de Lp2)

* Independenta a doua variabile se traduce prin perpendicularitate in spatiul Euclead-ian al variabilelor(Lp1 Lp2 – unghi 90o)

p1, Lp1p2, Lp2

Spatiul Euclead-iancompunerea vectorilor

Spatiul geometricdirectia propagare

22

21

2 ppp Compunerea a 2 vectori :(Teorema Pitagora)

2

22

21

102

2

10 log10log10oo p

pp

p

pLp

1010

10

21

1010log10LpLp

Lp


Suprapunerea undelor sonore - adunarea a doua niveluri de zgomot


Exemple de compunere a undelor sonore

Exemplu numeric: Ce nivel de zgomot este în sala de concert în momentul în care cântă simultan doi cântăreţi la trompetă, ştiind că amândoui cântăreţii ar produce un nivel de zgomot de 80 [dB] dacă ar cânta singuri. Problema constă deci în compunerea a două niveluri identice: Lp1 = Lp2 = 80[dB] Prin metoda grafică: Lp1-Lp2 = 0 [dB]Lp = din diagramă = 3[dB] Lp = 80 + 3 = 83[dB] Prin metoda numerică:Lp = 10log10(1080/10+1080/10)Lp = 10log10(108+108)Lp = 83[dB]

Exemplu numericLp1=50dB; Lp2=55dB

Lp=?dB

Lp1-Lp2 = 5 [dB]Lp = din diagramă = 1,2[dB] Lp = 55 + 1,2 = 56,2[dB]


Sustragerea a doua niveluri de zgomot

SURSA -1- ON SURSA -2- ON

SURSA -1- ON SURSA -2- OFF

1

2

Suprapunerea celor doua surse de zgomot (fond + chiller)=> Lp

Doar prima sursa de zgomot (fond)=> Lp0

2 experimente

10

)0(

10 101log101LpLp

LpLp

Nivelul de zgomot generat de chiller atunci cand functioneaza=>Lp1


Exemplu de sustragere a nivelurilor de zgomot

Exemplu numeric : Considerăm ca măsurarea nivelului de zgomot ambiental este de 35[dB], iar măsurarea nivelului de zgomot în timpul funcţionării unei imprimante este de 43[dB]. Care este nivelul de produs de către imprimanta ? Lp = 43[dB]Lp0 = 35[dB]Lp-Lp0 = 8[dB]Lp = din diagramă = -0.7[dB]

DeciLp1=43+(-0.7)=42.3[dB


Anatomia internă a urechii umane

CURS 1: NOTIUNI INTRODUCTIVEFrecvenţă (Hz) Curbă

A (dB)

Curbă B

(dB)

Curbă C

(dB)

Curbă D

(dB)1 octavă

1/3 octavă

1612,5 -62,1 -33,2 -11,1 16 -56,7 -28,5 -8,5 -2420 -50,5 -24,2 -6,2

31,525 -44,7 -20,4 -4,4 31,5 -39,4 -17,1 -3 -1940 -34,6 -14,2 -2

6350 -30,2 -11,6 -1,3 63 -26,2 -9,3 -0,8 -1380 -22,5 -7,4 -0,5

125100 -19,1 -5,6 -0,3 125 -16,1 -4,2 -0,2 -8160 -13,4 -3 -0,1

250200 -10,9 -2 0 250 -8,6 -1,3 0 -4315 -6,6 -0,8 0

500400 -4,8 -0,5 0 500 -3,2 -0,3 0 -1630 -1,9 -0,1 0

1000800 -0,8 0 0 1000 0 0 0 01250 0,6 0 0

20001600 1 0 -0,1 2000 1,2 -0,1 -0,2 92500 1,3 -0,2 -0,3

40003150 1,2 -0,4 -0,5 4000 1 -0,7 -0,8 125000 0,5 -1,2 -1,3

80006300 -0,1 -1,9 -2 8000 -1,1 -2,9 -3 7,510000 -2,5 -4,3 -4,4

1600012600 -4,3 -6,1 -6,2 16000 -6,6 -8,4 -8,5 -2,520000 -9,5 -10,1 -10,2

Curbe de ponderare normalizate

CURS 1: NOTIUNI INTRODUCTIVEFrecvenţă (Hz) Curbă

A (dB)

Curbă B

(dB)

Curbă C

(dB)

Curbă D

(dB)1 octavă

1/3 octavă

1612,5 -62,1 -33,2 -11,1 16 -56,7 -28,5 -8,5 -2420 -50,5 -24,2 -6,2

31,525 -44,7 -20,4 -4,4 31,5 -39,4 -17,1 -3 -1940 -34,6 -14,2 -2

6350 -30,2 -11,6 -1,3 63 -26,2 -9,3 -0,8 -1380 -22,5 -7,4 -0,5

125100 -19,1 -5,6 -0,3 125 -16,1 -4,2 -0,2 -8160 -13,4 -3 -0,1

250200 -10,9 -2 0 250 -8,6 -1,3 0 -4315 -6,6 -0,8 0

500400 -4,8 -0,5 0 500 -3,2 -0,3 0 -1630 -1,9 -0,1 0

1000800 -0,8 0 0 1000 0 0 0 01250 0,6 0 0

20001600 1 0 -0,1 2000 1,2 -0,1 -0,2 92500 1,3 -0,2 -0,3

40003150 1,2 -0,4 -0,5 4000 1 -0,7 -0,8 125000 0,5 -1,2 -1,3

80006300 -0,1 -1,9 -2 8000 -1,1 -2,9 -3 7,510000 -2,5 -4,3 -4,4

1600012600 -4,3 -6,1 -6,2 16000 -6,6 -8,4 -8,5 -2,520000 -9,5 -10,1 -10,2

Exemplu numeric

Vom calcula senzaţia sonoră, cunoscînd nivelul de zgomot real, variabil funcţie de frecvenţă


Exemplu numeric

Se cunoaste zgomotul din figură măsurat în banda de 1/3o (vezi tabel). Să se calculeze : •nivelul sonor în bandă 1 octavă •valorile senzaţiilor sonore în dBA pentru fiecare frecvenţă si •nivelul de presiune global ponderat.

Spor la lucru ...


Lp1o Lp Lp1o Lp

dB dB dBA dBA

Frecvenţă (Hz) Curbă A

(dB)

Curbă B

(dB)

Curbă C

(dB)

Curbă D

(dB)1 octavă

1/3 octavă

1612,5 -62,1 -33,2 -11,1 16 -56,7 -28,5 -8,5 -2420 -50,5 -24,2 -6,2

31,525 -44,7 -20,4 -4,4 31,5 -39,4 -17,1 -3 -1940 -34,6 -14,2 -2

6350 -30,2 -11,6 -1,3 63 -26,2 -9,3 -0,8 -1380 -22,5 -7,4 -0,5

125100 -19,1 -5,6 -0,3 125 -16,1 -4,2 -0,2 -8160 -13,4 -3 -0,1

250200 -10,9 -2 0 250 -8,6 -1,3 0 -4315 -6,6 -0,8 0

500400 -4,8 -0,5 0 500 -3,2 -0,3 0 -1630 -1,9 -0,1 0

1000800 -0,8 0 0 1000 0 0 0 01250 0,6 0 0

20001600 1 0 -0,1 2000 1,2 -0,1 -0,2 92500 1,3 -0,2 -0,3

40003150 1,2 -0,4 -0,5 4000 1 -0,7 -0,8 125000 0,5 -1,2 -1,3

80006300 -0,1 -1,9 -2 8000 -1,1 -2,9 -3 7,510000 -2,5 -4,3 -4,4

1600012600 -4,3 -6,1 -6,2 16000 -6,6 -8,4 -8,5 -2,520000 -9,5 -10,1 -10,2

Rezolvare ...

101010

10

3/1 33/1 23/1 1

101010log10octoctoct LpLpLp

Lp

Documents

Curs 1.ppt