Eccitazione acustica per misure scientifiche

Tecniche e strumenti di misura, test di varia natura
Rispondi
Messaggio
Autore
jaafe
Messaggi: 4
Iscritto il: 08/05/2021, 19:04

Eccitazione acustica per misure scientifiche

#1 Messaggio da jaafe »

Salve. Non sono un audiofilo e quindi mi sono iscritto al forum per chiedere suggerimenti di persone competenti.
Per ragioni di ricerca industriale devo generare dei suoni monocromatici nel range di 100-300 Hz all’interno di un cilindro metallico di circa 800 mm di diametro. Questo serve per studiare la interazione della fiamma col suono. La risposta del sistema viene misurata da microfoni calibrati. In realtà già abbiamo un sistema per questo scopo, ma non sono sicuro che sia il migliore. La caratteristica principale richiesta a questo sistema di eccitazione acustica è che il suono sia il più puro possibile, per facilitare la analisi dei risultati, la seconda caratteristica in ordine di importanza è la potenza sonora generata, per massimizzare il rapporto segnale-rumore. Attualmente gli altoparlanti sono raffreddati, in maniera abbastanza efficiente, da flussi di aria, ma ho letto che in commercio ci sono loudspeaker con membrana in kevlar, che sopportano meglio le alte temperature.
Qualcuno mi sa consigliare sulla scelta di amplificatori (in realtà gli altoparlanti sono 16) e altoparlanti?
Grazie
Antonio

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7184
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile
Località: Venezia
Contatta:

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#2 Messaggio da MarioBon »

lo schema dell'apparecchio potrebbe aiutare. Lo scopo della misura anche. Si tratta di una applicazione industriale? di una ricerca senza scopo di lucro?...
Mettere degli altoparlanti vicino a delle sorgenti di calore non è una buona idea indipendentemente dal materiale del diaframma. Tanto per dirne una, anche se il diaframma è in alluminio, le sospensioni sono di gomma o di foam ....
Se la bassa distorsione è una delle richieste bisogna valutare tutto molto bene. Per esempio quanta distorsione è tollerabile?

Riguardo alle dimensioni i questo cilindro il diametro è 800 mm e l'altezza? come sono disposti gli altoparlanti all'interno di questo cilindro? A 300 Hz la dimensione del diametro è paragonabile alla lunghezza d'onda.
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

jaafe
Messaggi: 4
Iscritto il: 08/05/2021, 19:04

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#3 Messaggio da jaafe »

Lo scopo della attività è di misurare la Flame Transfer Function, FTF; è un argomento molto specialistico, ma su internet si trovano eccellenti articoli circa la definizione e calcolo della FTF. Sostanzialmente è una funzione della frequenza che descrive la suscettibilità di un bruciatore a generare oscillazioni di pressione, suono, con ben determinate frequenze. Il Progetto è supportato dal Mise, con la partecipazione di alcune Università e centri di ricerca.
Il cilindro, che in realtà è disposto in lunghezza, ha una lunghezza (variabile) di circa 4 m. Gli altoparlanti sono disposti radialmente e, come dicevo, sono raffereddati efficacemente da un flusso di aria. Delle termocoppie misurano la loro temperature. Poter disporre di altoparlanti che resistono a temperature anche di poco superiori a quelli che già utilizziamo, ci permetterebbe di ridurre la portata di aria di raffreddamento e pertanto ridurre il rumore dovuto al flusso di aria, incrementando il rapporo s/n.
Nel calcolo l*f = v occorre in realtà considerare che la temperature dell’aria è circa 1700 K.
Per quanto riguarda la distorsione, non sono in grado di quantificare un numero, ma direi che avere componenti di seconda e terza armonica dell’ordine di pochi % della fondamentale dovrebbe essere sufficiente.
Antonio
ImmagineImmagine

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7184
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile
Località: Venezia
Contatta:

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#4 Messaggio da MarioBon »

Un bel problemino veramente. 1700°K sono sufficiento per sciogliere un altopatlante come burro. Negli altoparlanti professionali la massima temperatura della bobina mobile non supera i 250-270 °C e i diaframmi sono in carta. Ci sono anche woofer (non professionali) con il diaframma in alluminio ma il problema sono le sospensioni esterne (rim). Non so che altoparlanti siano in uso su quella macchina ma mi sembra difficile sostituirli
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7184
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile
Località: Venezia
Contatta:

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#5 Messaggio da MarioBon »

Tuttavia, sapendo che tipo di altoparlanti sono attualmente impiegati, si potrebbe indagare se è possibile ridurre la loro distorsione.
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

jaafe
Messaggi: 4
Iscritto il: 08/05/2021, 19:04

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#6 Messaggio da jaafe »

Gli Altoparlanti sono Beyma 12P80Nd/V2 e gli amplificatori Ep2000.
Cosa dire di questi in merito alla bassa distorsione e alla alta potenza nel range 100/300Hz?

jaafe
Messaggi: 4
Iscritto il: 08/05/2021, 19:04

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#7 Messaggio da jaafe »

Sto approfondendo le mie conoscenze in campo di riproduzione musicale ed ho capito che la caratteristica più importante richiesta agli altoparlanti è la loro risposta lineare.
Infatti il sistema sotto indagine è perturbato da suoni monocromatici generati da una scheda di output analogico, NI, e poi amplificati. Questi segnali generati hanno tutti la stessa ampiezza e nella analisi dei risultati si suppone che la catena strumentale scheda-amplificatore-trasduttore generino onde acustiche tutte della stessa ampiezza.

Avatar utente
MarioBon
Amministratore del forum
Messaggi: 7184
Iscritto il: 24/11/2016, 13:13
Il mio Impianto: molto variabile
Località: Venezia
Contatta:

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#8 Messaggio da MarioBon »

jaafe ha scritto: 10/05/2021, 16:19 Gli Altoparlanti sono Beyma 12P80Nd/V2 e gli amplificatori Ep2000.
Cosa dire di questi in merito alla bassa distorsione e alla alta potenza nel range 100/300Hz?
Sono andato a vedere le caratteristiche di questo woofer Beyma. Si tratta di un woofer per uso professionale.
i 700 Watt AES sopportati si riferiscono a 2 ore di funzionamento con uno stimolo con fattore di cresta pari a 2 e larghezza di banda di una ottava. La potenza AES è alcolata rispostto al minimo di impedenza del woofer. A 700 Watt AES la compressione termica dovrebbe essere compresa tra 2 e 4 dB (bisogna andare a sentimento perché non viene dichiarata).
https://www.beyma.com/speakers/Fichas_T ... 80NdV2.pdf

questo woofer ha delle buone caratteristiche ma non c'è scritto se dispone di anelli di demodulazione (che riducono la distorsione). La massa è bassa e questo potrebbe essere un problema perché il woofer risente delle forze esterne che agiscono sul diaframma dal'esterno. Il primo break-up della membrana sembra essere a 600 Hz quindi da 100 a 300 Hz non ci sono problemi.
Altra cosa importante è il carico ovvero il volume che sta dietro al woofer. Immagini dietro al woofer ci sia una camera chiusa. In questo caso è importante il volume. Anche in una cassa chiusa di soli 15 litri la risposta a 100 Hz risulta molto attenuata quindi se serve una risposta in frequenza piatta da 100 a 300 Hz si deve applicare una equalizzazione.
Altro problema che può sorgere è causata dalla eventuale differenza di pressione statica tra le due facce del diaframma.
Una differenza di pressione statica produce uno spostamento dell'apparato mobile (offset) che sposta la bobina mobile dalla sua posizione di riposo. Anche questo è causa di distorsione.
Per ultimo, ma non meno importante, va verificato se il volume di carico è compatibile con lo spostamento volumetrico del woofer. Spiego meglio: la relazione tra pressione e volume non è lineare quindi se il diaframma si sposta "poco" la variazione di volume all'interno della cassa è piccola e si può ritenere proporzionale alla variazione di volume. Se la variazione di volume è eccessiva la corrispondente variazione di pressione non è lineare e il woofer produce distorsione.

Per una applicazione del genere mi sarei aspettato che gli altoparlanti fossero stati progettati ad hoc tenendo conto delle singolari condizioni di impiego.
Mario Bon http://www.mariobon.com
"Con delizia banchettiamo con coloro che volevano assoggettarci" (Adams Family)

Avatar utente
superdeath1978
Messaggi: 403
Iscritto il: 08/01/2017, 12:47
Località: Orsogna (CH)

Re: Eccitazione acustica per misure scientifiche

#9 Messaggio da superdeath1978 »

Si potrebbe fare un condotto con un tubo metallico per evitare che gli altoparlanti sono vicini alla macchina, casomai curvato per evitare ingombri, si potrebbe accordare fino a 300 Hz
Chiarini Marco

Rispondi

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite