Линейно-интегральный реверберометр

Линейно-интегральный реверберометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

, и 93!57

1хласс 42g, 1в!

СССР

О П И С А H И Е И З О Б Р E .ЕЙИЯ = 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н. Я, Батырев

ЛИНЕЙНО-ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РЕВЕРБЕРОМЕТР

Заявлено 22 ф враля 1950 г. за ¹ 1Об5/412799 в Гостехнику СССР

Опубликовано в «Б1о.чаетене изобретений» № 1 за 1952 г. где Р(/) — функция, определяющая зависимость звукового давления в данной точке помещения от времени в процессе реверберационного затухания, а К вЂ” — постоянная ревербероа1етра.

Указанным двум требованиям сушестьующие методы не удовлетворяют в должной степени. вследствие чего измерения времени реверберащlи усложня1стся ll зсlмедля1отся.

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

Предлагаемый линейно-интегральньш реверберометр отличается от уже известных приборов подобного назначения применением линейного детектора одновременно с линейноинтегрирующим прибором. Такая конструкция прибора позволяет упростить и ускорить процесс измерения времени реверберации исследуемых помещений.

На фиг. 1 изображена влектрпческая схема интегриру1ощсго устройства, ОснОванная на электробаллистическом принци!и; пя фиг. 2— электрическая схема пнтсгрпруlolllcго устройства с дросселем; па фпг.

3 — скелстпая схс»а включенп1-.. аппаратуры для измерения времени реверберации и на фиг. 4 — принципиальная схема линейно-интегрального реверберометра с использованием в качестве инерционного элемента конденсатора большой емкости.

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

Во-первы.;, в каждом помещении измерения неооходимо производить и таком количестве точек. чтобы было возможно статистическое усреднение.

Во-вторых, метод измерения должен быпгь так11м, чтобы в результате арифметического усреднения результатОВ нНО IIX ИЗМЕРЕНИЙ. ПРОИЗВЕденных в разны.; точках помещсгп1, влияния на общий результат отклонений отдельных процессов затухания от среднестатистического закона статистически взаимно компенсировались.

Для удовлетворения первого трсоования метод должен обеспечить необходимую быстроту измерений.

Второе требование мокнет быть выполнено, если показания (17) реверберометра прп измерениях во всеi отдельных точках помещения будут соответствовать условшо:

II = КIP((ldll, п № 93157 где ((Р,4- R.

Р, R„C, Так как коэффициент затухания связан со временем стандартной реверберации Т соотношением р

6,9 (Я

Т (5) то при К 1, т. е. при соблюдении условия ... «,", (7) максимальная величина силы тока 4 будет определяться выражением:

Е,Т

6,9R, R,С, Предлагаемый линейно-интегральный реверберометр устраняет этот недостаток и позволяет упростить и ускорить процесс измерения времени реверберации благодаря использованию электрически инерционной системы, основанной на электробаллнстическом 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 электробяллистическом принципе с использованием конденсатора, приведена ня фиг. 1.

Величина силы тока it, протекающего через сопротивление К2 под влиянием импульса электродвижущей силы Е, изменяющейся во времени по экспоненциальному закону, определяется дифференциальным уравнением

Р., -)-Р, . Е„е

dt I(, Р, С, IE, Р, С, Решение уравнения (2) имеет вид г,) .,с, 1,c7, С, Максимальная вели шна силы тока ь определяется выражением

1 /, 1

2и акс

Из выражения (8) видно, что, измеряя .„,,„„нрн определенном значении Ео, можно определить время стандартной реверберации Т.

Если между звуковым давлением

Р (t), воздействующим на микрофон, и электродвижущей силой на входе интегрирующего устройства существует линейная зависимость, то максимальная величина тока ь, а следовательно, и показания реверберометра будут соответствовать усЛовifю (1) .

Действительно, для случая экспоненциального затухания звука имеем: и =к (P(t)dt=Kjê,ë,e и=

I(Y, E,Ò

6,9

Таким образом, если инерционность интегрирующего устройства достаточно велика, что определяется выполнением условия (7), то показания реверберометра будут пропорциональны площади, ограниченной кривой затухания и координатными осями времени и звукогого 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 по интегралу от звукового давления по времени.

Электрически инерционную систему можно 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:

di R F„ — + — i =:"е . {9)

Ж 1 I — 3— № 93!57

Решение этого уравнения имеет вид

Максимальная величина силы тока 1 определяется выражением

Ill К (11) где

К=:з., R

1. (12) При К((1 (13) максимальная величина силы тока / определяется выражением

Е,Т

4а кс

631 (14)

Это выражение показывает, что интегрирующее устройство дроссельного типа при соолюдении условия (13) так жс обеспечивает возможность определения времени реверберации путем измерения интегрального рсверберациоиного эффекта соответственно условию (1) .

На фиг. 3 показана скелетная схема включения всей аппаратуры, необходимой для измерения времени реверберации.

Схема вк,иочаст генератор воющего тона, громкоговоритель 2, микрофон 8, микрофонный усилитель 4, детектор Б, коммутирующее устройство 6 и HIITeãðèðóIoIIIåå устройство 7.

Коммутирующее устройство, которое должно обеспечить включение интегрирующего устройства одновременно с началом ревсрберациониого процесса, может быть практически осуществлено с помощью электромагнитного реле.

Принципиальная схема линейноинтегрального реверберометра с использованием в качестве инерционного элемента конденсатора большой 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 С; интегрирующего устройства замкнут накоротко, цепь 11 громкоговорителя замкнута и помещение наполняется звуковой энергией.

Звуковые колебания воздействуют иа микрофон и, соответственно, микрофонные токи детектируются с помощью лампы 12 и подаются на интегрирующее устройство.

Начальное напряжение на входе интегрирующего устройства, соответствующее установившемуся уройню звука в помещении, контролируется по показаниям гальванометра 18 и устанавливается определенной величины путем регулировки. усиления микрофонного усилителя 4 или напряжения на выходе генератора 1 воющего тона, питающего громкоговоритель 2.

При нажатии кнопки 8 реле 10 срабатывает и одновременно разрывает цепь громкоговорителя и цепь, закорачивающую конденсатор С;.

В результате этого через сопротивление R,» протекает импульс тока, амплитуда которого, измеряемая гальванометром 14, прямо пропорциональна времени реверберации .

Прсдмет изобретения

Линейно-интегральный реверберометр, отличающийся тем, что, с целью быстрого получения показаний, пригодных для арифметического усреднения, в нем одновременно применены линейный детектор и линейный баллистический прибор, например, в виде гальванометра с интегрирующим RC или RL контуром.