Akoestiek in signaleringstechniek

Algemene informatie

Luidsprekers (elektro-dynamische geluidsopwekking)

Lautsprecher

Een luidspreker zet een wisselende elektrische stroom om in geluidsgolven. Dit gebeurt door middel van de wisselwerking tussen de elektrische stroom en een permanente magneet. De spoel bevindt zich binnen het magnetische veld van de permanente magneet. Wanneer een elektrische stroom op de spoel wordt gezet, leidt de opgewekte lorentzkracht tot een afbuiging van de spoel, waardoor het membraan in trilling wordt gebracht.

Als gevolg van de centreerspin gaat dit in een op en neer gaande beweging. Hij centreert de spoel en zorgt er, samen met de kraal, voor dat deze terugkeert naar de rustpositie.

Door het gebruik van de juiste grootte van membraan en materiaal, en van verschillende aandrijvingen (spoelen en permanente magneten), kunnen luidsprekers worden geoptimaliseerd voor een groot aantal verschillende frequentiebereiken.

Akoestische capsule (elektromagnetische geluidsproductie)

Schallkapsel

De akoestische capsule behoort tot de groep van elektromagnetische geluidsgeneratoren. Dit principe werd vroeger gebruikt voor telefoonoortjes. In de capsule zorgt een permanente magneet voor de voormagnetisering van het anker, dat verbonden is met het membraan. Dit wordt in trilling gebracht en deze trilling wordt vervolgens omgezet in hoorbare tonen. De akoestische capsule wordt gekenmerkt door een betrekkelijk eenvoudige constructie en een compacte vorm en vertoont een hoge mate van doeltreffendheid.

Piëzoschijf

Piezoscheibe

Piëzo-elektriciteit (ook bekend als het piëzo-elektrisch effect, of kortweg: piëzo-effect) verwijst naar de wisselwerking tussen mechanische druk (Grieks piëzein = drukken) en elektrische stromen in vaste lichamen. Het beschrijft het verschijnsel waarbij de vervorming van bepaalde materialen leidt tot de opwekking van een elektrische lading aan het oppervlak (direct piëzo-elektrisch effect).

In een omgekeerd proces vervormen deze materialen (voornamelijk kristallen) wanneer een spanning wordt aangelegd. De vervorming is betrekkelijk klein, zodat zij moet worden overgebracht op een membraan, vanwaar de trillingen luchtmoleculen prikkelen die vervolgens als geluid worden waargenomen.

Akustikmembran

Belangrijkste akoestische parameters

Geluidsniveau

 

Het geluidsvermogensniveau Lp is de logaritmische verhouding van het kwadraat van het geluidsvermogen van een akoestische gebeurtenis tot het kwadraat van de referentiewaarde p0 = 20 μP. Het resultaat wordt uitgedrukt in decibels (afkorting dB).

Lp = 10 log10 (p12 / p02) dB = 20 log10 (p1 / p0)dB

Schalldruckpegel

Bij het aangeven van een absoluut niveau (ten opzichte van het gestandaardiseerde referentieniveau p0) wordt de afkorting "SPL" (geluidsdrukniveau) toegevoegd.
Bij middelhoge tot hoge niveaus en frequenties wordt een geluidsverschil van 10 dB hoorbaar als ongeveer tweemaal zo luid. Verschillen van 3 dB zijn duidelijk hoorbaar. Het waargenomen geluidsniveau is niet alleen afhankelijk van het geluidsniveau, maar ook van het spectrum van het geluidssignaal en het temporele verloop ervan. Afzonderlijke tonen worden als aanzienlijk luider waargenomen dan een breedbandig hoorbaar signaal met hetzelfde geluidsuitgangsniveau. Hoorbare signalen met sterk wisselende niveaus worden ook als aanzienlijk luider ervaren dan uniforme hoorbare signalen met hetzelfde gemiddelde niveau.

Schalldruckpegel

De wegingscurven (A, B en C volgens DIN EN 61672-1, voorheen IEC/DIN 651) zijn de curven van de wegingsfilters die op het geluidsuitgangssignaal worden toegepast. Zij zijn ontworpen om een soortgelijke frequentierespons te reproduceren als die van het menselijk oor voor een specifiek geluidsniveau. Zij kunnen echter slechts een ruwe benadering bereiken, de voor de gewogen geluidsoutputmetingen verkregen waarden komen niet precies overeen met die van het menselijk oor.

De wegingsniveaus worden aangeduid met de overeenkomstige letter van de frequentieweging, b.v. een C-weging van het geluidsniveau wordt uitgedrukt in dB (C). Op het gebied van de technische akoestiek wordt overwegend het A wegingsniveau gebruikt. Daarom geeft de WERMA niveaus in dB (A) aan.

Het geluidsniveau is altijd afhankelijk van de afstand tot de geluidsbron. WERMA specificaties zijn altijd gebaseerd op een meetafstand van 1 m, tenzij anders vermeld. In het geval van puntgeluidsbronnen (geldt in het algemeen voor alle bronnen die in alle richtingen evenveel uitstralen), neemt het geluidsniveau met 6 dB af bij elke verdubbeling van de afstand tot de bron.

Omgevingsfactoren

 

Naast het geluidsniveau, de toonfrequentie en de afstand tot het signaaltoestel zijn ook omgevingsfactoren bepalend voor de kwaliteit van het signaal. Wind, vochtigheid of zelfs regen hebben allemaal een effect op de hoorbaarheid. Een zeer belangrijke factor is het omgevingsgeluidsniveau.

Vooral in industriële omgevingen is het omgevingsgeluid dat door machines wordt geproduceerd vaak zeer hoog. Daarom moeten de signaalgevers een voldoende hoog geluidsniveau produceren om hoorbaar te zijn.

WERMA heeft voor dit doel luid signaalhoorns en sirenes ontwikkeld. Bij wisselende geluidsniveaus in de omgeving kan het gebruik van een
sirene met een zelfinstellend geluidsniveau aan te bevelen - een gepatenteerde uitvinding van WERMA.

Tabel van het werkbereik

 
Alt Text