Grundläggande akustik. Rikard Öqvist Tyréns AB

Transkript

1 Grundläggande akustik Rikard Öqvist Tyréns AB

2 Rikard Öqvist Umeåbo och Akustikkonsult sedan 2011 Industridoktorand sedan semestern 2014, disputation dec

3 Vad är ljud?

4

5 Välljud för någon = Buller för någon annan

6 Ljud

7 Buller = Ej önskat ljud

8 Vad är en bra ljudmiljö? En miljö som inte störs av oönskat ljud ELLER En miljö där det inte förekommer ljud som inkräktar på de önskade aktiviteterna Det behöver alltså inte vara knäpp tyst!

9 Ljud Ljud är resultat av en mekanisk svängning i ett elastiskt medium (gas eller vätska) Obs! mediets partiklar rör sig ej med vågorna de vibrerar kring sitt medelläge (energin transporteras dock med vågorna ut från källan)

10 Spridningsvägar Luftburet ljud - Direktljud - Reflekterat ljud Strukturburet ljud (Stomljud) - Sprids via vibrationer

11 Direktljud / Reflekterat ljud Direktljud är det ljud som går den kortaste och direkta vägen mellan källa och mottagare Reflekterat ljud är det ljud som studsat minst en gång på sin väg mellan källa och mottagare Reflekterat ljud Direktljud Stomljud

12 Stomljud Det är mycket viktigt att beakta stomljudet! Exempel på stomljud?

13 Centrala begrepp Våglängd λ [m] mått på ljudets storlek Frekvens f [Hz] hur snabbt ljudet svänger Ljudeffekt, P eller W [W] den totala akustiska effekt som en ljudkälla sänder ut Ljudtryck, p [Pa] tryckvariationen i en given punkt

14 Två ljud Ljud 1 representeras av killen Ljud 2 representeras av tjejen

15 De springer jämsides med samma fart Hur ofta sätter de ned fötterna i marken?

16 Tiden det tar mellan varje 2 steg, är periodtiden T Killen som tar färre men längre steg har en längre periodtid Tjejen som tar många korta steg har en kort periodtid

17 f = 1 T Killen som har en lång periodtid får därför en låg frekvens Tjejen som har en kort periodtid får därför en hög frekvens

18 De springer jämsides med samma fart Hur långa steg måste de ta för att hålla samma fart?

19 Killen tar långa steg = Lång våglängd Tjejen tar kortare steg = Kort våglängd

20 λ lång Hastigheten c är samma i båda fallen f låg c f λ λ kort f hög

21 Periodtid (T), våglängd (λ), utbredningshastighet (c) och frekvens (f) f 1 T c f c 343m/s vid 20 o C c 331 0, 61t

22 Ljudets indelning efter frekvens Infraljud Hörbart område Ultraljud

23 Akustisk effekt - Ljudeffekt

24 Akustiska storheter analogi med värmeläran

25 Jämförelse med ljus

26 Ljudtryck

27 Vad är då ljudtryck? Ljudtrycket kan liknas vid hur hårt löparen stampar ned i varje steg! Hårda stamp = högt ljudtryck Smyger fram = lågt ljudtryck För att förstå ljudtrycket måste vi veta vad amplitud är för nåt

28 Amplitud Samma våglängd Olika amplitud Ju större amplitud desto högre ljudtryck

29 Amplitud Amplituden avser den maximala förskjutningen från sitt viloläge, som varje partikel utsätts för

30 Ljudtryck Ljudtrycket är alltså ett mått på ljudets energi Stor partikelrörelse = högre energi och vice versa Tryck mäts i Pascal (Pa)

31 Vad är en Decibel (db) för något? Inte en fysisk enhet! Avser aktuellt ljudtryck i förhållande till det svagaste ljudtryck som vi kan uppfatta (20 μpa) Ljudtrycksnivå L = Level p = Pressure L P d:et i DECIbel (faktor 10) 10log För att få hanterbara värden Ljudtryck p p ref 2 För att få fram effektivt ljudtryck db Decibel Svagast hörbara ljudtryck 5 p ref 2 10 Pa

32 Ljudets indelning efter styrka

33 Upplevd ljudnivå Ca 10 db upplevs av de flesta som en fördubbling eller halvering 1 db är den minsta skillnaden som går att uppfatta Lyssna!

34 Centrala begrepp L = Level (Nivå) -Trafikbuller -Installationsbuller -Stegljudsnivå D = Difference (L 1 -L 2 ) -Luftljudsisolering R = Reduktion -Luftljudsisolering

35 Mätteknik -Mät ljudet!

36 Olika ljudnivåmätningar Maxvärde Ekvivalentvärde Ljudnivå, db(a) Ekvivalentnivå 68 Maximalnivå 74 Tid, sekunder

37 Ljud är uppbyggt av många olika frekvenser

38 Hörområdet

39 Oktavband & tersband

40

41

42

43 Ljud- och vibrationsmätning En viktig princip Påbörja aldrig en mätning innan syfte och mätsituation är kartlagda dåligt planlagda mätningar kan sällan eller aldrig utvärderas i efterhand.

44 Mätövning

45 Tack för visat intresse! Rikard Öqvist Tyréns AB, Sweden