акустика музыкальные инструменты

Акустика и ультразвук

Лазерные доплеровские виброметры — незаменимый инструмент для сложных работ в области акустики и ультразвука. Они визуализируют вибрацию непосредственно у источника звука: на мембране или любой другой движущейся поверхности. Их бесконтактный принцип измерения является точным, высоколинейным и свободным от влияния окружающей среды.

Лазерные виброметры Optomet доказали свою эффективность при разработке систем громкоговорителей, создании музыкальных инструментов, разработке ультразвуковых датчиков, микрофонов, мобильных телефонов и ультразвуковых сонотродов, а также в акустическом дизайне товаров народного потребления, бытовых электроприборов, компонентов автомобилей и самолетов или при проверке соответствия моделей КЭ-анализа требованиям.

Оптимизация звука музыкальных инструментов

Лазерные виброметры от Optomet помогают производителям музыкальных инструментов оптимизировать музыкальные инструменты в отношении качества звука, долговечности и конструктивных характеристик.

Проверка струн инструментов с помощью обычных контактных датчиков практически невозможна, поскольку их сложно прикрепить к струнам. Кроме того, весовая нагрузка датчиков, например, акселерометры, может нарушить динамический отклик объекта измерения. Аналогичная проблема возникает с резонаторными деками гитар и струнных инструментов, а также с деками пианино и роялей.

Лазерные доплеровские виброметры Optomet позволяют систематически исследовать амплитуды вибрации, резонансные частоты, затухание и влияние выбора материалов при разработке музыкальных инструментов без необходимости физического контакта и, следовательно, влияния на характеристики инструмента.

Анализ вибрации резонансных тел позволяет обнаруживать и визуализировать поверхностные колебания на корпусе инструмента. Режимы вибрации или скрытые звуки можно четко идентифицировать и классифицировать в частотном спектре. Это позволяет четко анализировать уникальное звучание гитар, скрипок, пианино, барабанов и многих других инструментов.

Дополнительная оценка качества и звуковые характеристики — это динамическое представление распространения вибрации. Этот метод четко определяет ход распространения волны по резонаторной деке во времени.

 

 

режим анализа музыкальный инструмент

Измерение интерферометрического звукового поля

Распространение звуковых волн в среде (например, в воздухе) вызывает пространственные и временные изменения в плотности. Поскольку показатель преломления и, следовательно, скорость света изменяются в зависимости от плотности среды, изменения плотности, вызванные звуковыми волнами, можно сделать видимыми с помощью лазерного доплеровского виброметра.

Для этого лазерный луч, который проходит через измеряемое звуковое поле, сканируется на статической белой поверхности, и измеряется отраженный сигнал. В отличие от обычных применений виброметрии, интерферометрически измеряемые разности фаз возникают не из-за движения отражающей поверхности, а из-за изменения времени прохождения от виброметра к отражателю и обратно к измерительному устройству, которые вызваны изменениями плотности.
Из-за изменений показателя преломления изменяется время прохождения лазерного луча от лазерного доплеровского виброметра (LDV) до отражателя, расположенного за измеряемым звуковым полем, и обратно к виброметру. Например, белая стена может служить отражателем. Это изменение времени прохождения приводит к изменению фазы, измеряемому виброметром.
Таким образом, с помощью программного обеспечения OptoSCAN можно визуализировать плотность и, следовательно, изменения давления, вызванные звуковыми волнами. Примерами применения является измерение звукового поля для разработки ультразвуковых преобразователей и громкоговорителей. Трехмерная геометрия звукового поля также может быть воспроизведена томографическими методами.

Пример: Акустический левитатор

С помощью акустического левитатора можно заставить колебаться небольшие легкие предметы. Например, шары из пенополистирола миллиметрового размера могут быть размещены в узлах давления перекрывающихся ультразвуковых волн. Лазерные доплеровские виброметры измеряют количественное поле давления и могут визуализировать узлы.
Ультразвуковой преобразователь
Ультразвуковые преобразователи часто используются в методах неразрушающего контроля или в передатчиках ультразвуковых сигналов. На рисунке показано звуковое поле рассеивающего ультразвукового преобразователя, измеренное с помощью лазерного сканирующего виброметра Optomet.

 

Ультразвуковая сварка

Ультразвуковые акустические колебания с частотами 20 кГц и выше используются для соединения термопластических материалов и тонких металлических деталей. Скорости вибрации в несколько м/с потребляют энергию, необходимую для процесса плавления.

Диапазон измерений до 25 м/с одноточечных и сканирующих лазерных виброметров Optomet позволяет детально изучить сложный процесс сварки. Они позволяют пользователям оценивать параметры моделирования, проверять модели конечных элементов и вносить вклад в точную настройку конструкции сонотрода и наковальни.

Цифровой выход 32-битного сигнала делает видимыми мельчайшие вибрации, даже когда они накладываются на колебания гораздо большей амплитуды.

Длительный срок службы источника лазерного излучения SWIR даже в непрерывном режиме делает виброметры Optomet идеальными для испытаний в конце производственной линии и контроля качества, а также для проверки изделий из пьезокерамики, полученных от поставщиков.

Высокий уровень сигнала виброметров SWIR от Optomet устраняет необходимость в каких-либо процедурах, улучшающих отражательную способность поверхности.

Пример применения: Улучшение сонотродов

Сканирующий лазерный доплеровский виброметр Optomet позволяет измерять всю поверхность сонотрода и отображать формы отклонения. В частности, на краю сонотрода могут развиваться нежелательные режимы с большой амплитудой, которые существенно влияют на результат сварки.

Причину таких проблем можно эффективно определить с помощью виброметрии. Проверка соответствия конечно-элементных моделей представляет собой надежную основу для систематической оптимизации ультразвукового оборудования и процессов его использования.

Звуковое поле акустического левитатора

Свяжитесь с нами!

Контакты