ISO 10534 Akustik - Empedans Tüplerinde Ses Emilim Katsayısının ve Empedansın Belirlenmesi

Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından geliştirilen “ISO 10534 Akustik - Empedans tüplerinde ses emilim katsayısının ve empedansın belirlenmesi” standardı aynı başlık altında yayınlanan alt bölümlerden oluşmaktadır. Şöyle ki,

• ISO 10534-1 Bölüm 1: Ayakta dalga oranı kullanılarak uygulanan yöntem” standardında, malzemelerin ve nesnelerin ses emilim katsayısının, yansıma faktörünün ve yüzey empedansının veya yüzey karmaşık iletkenliğinin belirlenmesine yönelik bir yöntem açıklanmaktadır. Normal ses olayı için değerler, test objesinden yansıyan düzlem dalga ile olay sinüzoidal düzlem dalganın üst üste gelmesiyle oluşan bir tüp içerisindeki düzlem dalganın duran dalga örüntüsünün değerlendirilmesiyle belirlenir.

Bu yöntem, normal ses olayı için ses emicilerin ses yutma katsayısının belirlenmesinde kullanılabilir. Ayrıca ses yutucu malzemelerin akustik yüzey empedansının veya yüzey karmaşık iletkenliğinin belirlenmesinde de kullanılabilir. Parametre çalışmaları ve ses emicilerin tasarımı için oldukça uygundur, çünkü emici malzemenin sadece küçük örneklerine ihtiyaç duyulur.

Bu yöntemle yankı odasındaki ses emiliminin ölçümü arasında bazı karakteristik farklar vardır. Empedans tüp yöntemi yansıma faktörünün ve aynı zamanda empedans veya karmaşık iletkenliğin belirlenmesinde kullanılabilir. Ses normal olarak nesnenin yüzeyine düşer. Yankılanma odası yöntemi (ideal koşullar altında) rastgele ses olayı için ses emilim katsayısını belirler.

Empedans tüp yöntemi, düzlemsel olay ses dalgasının varlığı esasına dayanır ve bu koşul altında kesin değerler verir (ölçüm ve montaj hataları hariç). Bir yankı odasında ses emilim katsayısının değerlendirilmesi, ses alanı ve emicinin boyutu ile ilgili bir dizi basitleştirici ve yaklaşık varsayıma dayanmaktadır. Bu nedenle bazen 1 değerini aşan ses emilim katsayıları elde edilir.

Empedans tüpü yöntemi, empedans tüpünün kesit alanı büyüklüğündeki test nesnesi örneklerine ihtiyaç duyar. Yankı odası yöntemi oldukça büyük test objeleri gerektirir ve yanal veya dik yönlerde belirgin yapılara sahip test objelerine de uygulanabilir. Empedans tüpünde bu tür nesnelerle yapılan ölçümler dikkatli yorumlanmalıdır.

Bu standart, bu hesaplamaları yapabilen bilgisayarların mevcut olduğu varsayımı nedeniyle, grafiksel yöntemler yerine sayısal değerlendirme yöntemlerine öncelik verir. Formüldeki niceliklerin bir kısmı karmaşıktır. Trigonometrik fonksiyonların argümanları radyan cinsindendir.

• ISO 10534-2 Bölüm 2: Normal ses emilim katsayısı ve normal yüzey empedansı için iki mikrofon tekniği” standardında, normal ses olayı için ses emici malzemelerin ses yutma katsayısının belirlenmesi amacıyla bir empedans tüpü, iki mikrofon yeri ve bir frekans analiz sisteminin kullanılmasını kapsayan bir test yöntemi açıklanmaktadır. Ayrıca ses emici malzemelerin akustik yüzey empedansının veya yüzey karmaşık iletkenliğinin belirlenmesinde de uygulanabilir. Bir uzantı olarak, homojen akustik malzemelerin karakteristik empedansı, karakteristik dalga sayısı, dinamik kütle yoğunluğu ve dinamik hacim modülü gibi içsel özelliklerini değerlendirmek için de kullanılabilir.

Bu test yöntemi, bir ucuna ses kaynağı bağlanmış bir empedans tüpü ve diğer ucundaki tüpe monte edilmiş test numunesi kullanılması bakımından ISO 10534-1 standardında belirtilen test yöntemine benzerdir. Ancak ölçüm tekniği farklıdır. Bu test yönteminde, bir ses kaynağı tarafından bir tüp içerisinde düzlem dalgalar üretilir ve girişim alanının ayrıştırılması, duvara monte mikrofonlar veya tüp içerisinde bulunan bir travers mikrofon kullanılarak iki sabit noktada akustik basınçların ölçülmesi ve daha sonra önceki paragrafta bildirilen karmaşık akustik transfer fonksiyonunun ve niceliklerin hesaplanması yoluyla sağlanır. Bu test yönteminin, ISO 10534-1 standardına göre alternatif ve genellikle çok daha hızlı bir ölçüm tekniği sağlaması amaçlanmaktadır.

Empedans tüpü ölçümlerinden gelen normal olay emilim katsayıları, ISO 354 standardına göre yankı odalarında ölçülen rastgele olay emilim katsayıları ile karşılaştırılamaz. Yankılanma odası yöntemi (ideal koşullar altında) dağınık ses olayı için ses emilim katsayısını belirler. Ancak yankı odası yöntemi oldukça büyük deney numuneleri gerektirmektedir. Empedans tüpü yöntemi, normal ve düz olaydaki çalışmalarla sınırlıdır ve empedans tüpünün kesit alanıyla aynı boyutta olan test nesnesi örnekleri gerektirir. Sadece yerel olarak tepki veren malzemeler için, empedans tüpü yöntemi ile elde edilen ölçüm sonuçlarından dağınık olay ses emilim katsayıları tahmin edilebilir.

Bu standartların amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Ses emilim katsayısı, normal gelişteki bir düzlem dalga için, test nesnesinin yüzeyine giren (geri dönüş olmaksızın) ses gücünün, gelen ses gücüne oranıdır.
• Normal olayda ses basıncı yansıma faktörü, normal geliş açısına sahip bir düzlem dalga için referans düzleminde yansıyan dalganın basınç genliğinin gelen dalgaya olan karmaşık oranıdır.
• Referans düzlemi, yansıma faktörü veya empedans veya karmaşık iletkenliğin belirlendiği ve genellikle düz test nesnelerinin yüzeyi olan empedans tüpünün kesitidir.
• Alan empedansı, ses alanındaki bir noktadaki ses basıncının, test nesnesine yönlendirilmiş parçacık hızına oranıdır.
• Referans düzlemindeki empedans, referans düzleminde ses basıncının ses parçacığı hızına oranıdır.
• Normal olayda ses emilim katsayısı, normal olayda bir düzlem dalga için test nesnesinin içinde dağılan ses gücünün olay ses gücüne oranıdır. Burada düzlem dalga, yayılma yönüne dik herhangi bir düzlemde değeri herhangi bir anda sabit olan bir dalgayı tanımlamaktadır. Normal olay, empedans tüpünün en uzun ekseninin yönünü tanımlar.
• Normal olayda ses basıncı yansıma katsayısı, normal olayda bir düzlem dalga için referans düzleminde yansıyan dalga ses basıncı genliğinin olay dalgasının genliğine karmaşık oranıdır.
• Referans düzlemi, yansıma faktörü veya empedans veya karmaşık iletkenliğin belirlendiği ve genellikle düz ise test nesnesinin yüzeyi olan empedans tüpünün kesitidir.
• Normal olay yüzey empedansı, karmaşık ses basıncının, referans düzleminde 0 olarak tanımlanan bireysel bir frekanstaki karmaşık ses parçacığı hızının normal bileşenine oranıdır. Parçacık hız vektörü, test edilen nesnenin iç kısmına doğru işaret eden pozitif bir yöne sahiptir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ISO 10534 Akustik - Empedans tüplerinde ses emilim katsayısının ve empedansın belirlenmesi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.