Per Sensor: Membranen-Schall relativ zum Gehäuse-Schall ermitteln?

[Wave-Guider]

Der Idee zu Grunde liegt, per Sensor:

- einmal den Membranen-Schall zu messen
- und im Vergleich, den Gehäuse-Schall zu messen.

---------------------------------------
　
Die Messung des Membranen-Schalls, die ist dabei die einfachste Sache.

Beim Gehäuse-Schall muss jedoch durch Messungen an verschiedenen Stellen,
zunächst mal ein Mittel gebildet werden.

Und zwar getrennt:

- einmal für die Seitenwände (denn Seitenwände huben anders wie Vorder- und Rückwand)
- und dann für Vorder- und Rückwand.

-----------------------------------
　
Der für mich gedanklich jedenfalls schwierigste Teil wäre dann:

- wie jetzt alles in Relation zueinander setzen?


Z.B.:

in welcher tatsächlichen Relation steht jene seitliche (oder die vorderseitige oder rückseitige Schallabstrahlung) dann zum Chassis-Direktschall?
　
Beim direkten Chassis-Schall könnte ich mir noch vorstellen,
dass man den vorab schon gewichteten Schall der Frontwand, schon mal mit 3dB Abzug (wegen Rms) zum Ansatz bringen könnte.

Aber: was dann mit dem Schall der Rückwand?
Oder: was ist mit dem Schall von den Seitenwänden?

Wie sollte das alles zueinander gewichtet sein?

Anbei eine kurze Messung.

Es sind Roh-Werte von zwei Punkten, die ohne jegliche Gewichtung zueinander sind.

Falls jemand konstruktive Gedanken beisteuern kann, wie vorzugehen wäre:

- den SPL von allen Gehäusewänden
- auf den direkten Schall des Chassis zu beziehen,
- dann würde ich die Sache vertieft angehen.
　
Grüße von
Thomas

[roomcurve]

Zuerst zum Setup, mit was für einen Sensor misst du im oberen Setup den "Schall"?

[nailhead]

Hi,

wenn man es richtig machen will wird es komplex und man muss ein paar Integrale lösen (Flächenintegrale und die Greensche Funktion der Wellengleichung) oder man besorgt sich die fertige laserbasierte Lösung von Klippel.

http://warkwyn.com/wp-content/uploads/2015/01/enclosure-scanning-ALMA-2015-PPT.pdf

Dort sind einige Quellen genannt und sogar direkte Vergleiche zwischen Lautsprecher- und Wandabstrahlung.


Es ist aber auch mit deinen Mitteln (Arta, Zweikanalmessung, pegelkalibriertes Mikro, Beschleunigungssensor) und relativ einfacher Mathematik möglich, zu passablen Ergebnissen zu kommen:

Kalibirieren des Sensors
- Messen des Lautsprechers im Fernfeld (mit pegelkalibriertem Mikro)
- Nahfeldmessung des LS
- Bereich aussuchen, der weder vom Gehäusetuning noch vom baffle step beeinflusst wird. Dieser ist bei deinem Beispiel z.B. zwischen 100 bis 500Hz
- Sensor auf der Membran des LS befestigen und Messung durchführen (gleiche Spannung für LS wie bei Fernfeld beachten)
- Im Bereich von wenigen 100Hz sind wir im nicht modalen Bereich der Membran, der LS schwingt 'kolbenförmig' wie man so gerne sagt. Das ist gut, denn jetzt können wir den Sensor 'pegelkalibrieren': Fernfeldmessung gibt unsere Referenz. Effektive Membranfläche Sd geht mit als Konstante rein. Die Anregungsspannung für den LS muss natürlich bei Fernfeldmessung und Sensormessung gleich sein. Damit können wir den Sensor auf Fläche, Spannung und dB kalibrieren.

Jetzt wird es etwas kniffliger. Während die LS Membran bei tiefen Frequenzen gleichförmig ('kolbenförmig') schwingt, macht das eine Gehäusewand nie, denn sie ist an den Rändern fest eingespannt. Selbst im nicht modalen Bereich schwingt eine Gehäusewand also nicht gleichförmig. Und wird schnell komplex. Das sieht z.B. so aus:

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=686&pictureid=33310

oder so:

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=686&pictureid=33311

Und as leider auch schon bei wenigen 100 Hz.

Wir müssen die schwingende Fläche also abscannen (hier wäre eigtl. das Integral über die Fläche was oben erwähnt wurde fällig). Wir vereinfachen uns das ein wenig.
Aus der FEM weiß man, dass es mindestens 6 Stützstellen pro Wellenlänge braucht. Wollen wir bis 1kHz also verlässliche Aussagen machen, brauchen wir eine Unterteilung von etwa 5cm (entsprechend 25cm^2). Das heißt die Gehäusewand wird in 25cm^2 große Quadrate aufgeteilt. In jedem Zentrum des Quadrates muss dann eine Messung mit dem Sensor erfolgen und gespeichert werden. Damit die Messungen später phasenkorrekt addiert werden können, müssen alle Messungen zweikanalig durchgeführt werden.
Normalerweise müsste jetzt noch für den Betrachtungspunkt Entfernung (wegen Pegel) und Raumwinkel (wegen Phase) mit betrachtet werden, das wäre das oben erwähnte Greensche Integral.
Auch hier machen wir es uns einfach und addieren die Flächen einfach gleichmäßig (stimmt eigtl. nur für einen unendlich weit entfernten Betrachtungspunkt). Dieser Trick klappt allerdings nur mit einer einzelnen Wand, möchte man alle Gehäusewände vereinen wäre der Fehler viel zu groß und man muss zwingend die Greensche Funktion anwenden.
Wir addieren also alle (Sensor)-Messungen der einzelnen Quadrate und dividieren sie durch 25 (cm^2) und durch Sd des Lautsprechers und multiplizieren sie dann mit der Gesamtfläche der Wand.

Fertig :)

[roomcurve]

Wobei bei einer B-Sensor Messung ist man im oberen Frequenzbereich durch seine Masse beschränkt die das modale Verhalten der anliegenden Wand natürlich beeinflusst, darum werden in der technischen Akustik eher Messungen per Laser oder Intensitätssonde gemacht. https://de.wikipedia.org/wiki/Schallintensit%C3%A4t#Messung_der_Schallintensit%C 3%A4t_mit_der_Zweimikrofontechnik

[Azrael]

@nailhead: Das klingt nach 'nem Plan. :thumbup:

So einen Laserscanner im Hobbykeller fände ich dann aber doch ..... gemütlicher. :D

Viele Grüße,
Michael

[Wave-Guider]

Hi,


wegen: wie bekommt man die hohen Frequenzen gesensort, also den Hochtöner.

Natürlich gar nicht.
Aaaaber: mir ist ein Trick eingefallen.

Und zwar wie oben gezeigt, den TMT per Sensor messen.
Dann per Mikrofon TMT und Hochtöner messen, also ganz normale Messung.

Diese Kurve dann auf den SPL der Sensormessung des TMT umbauen.

Somit hat man den vollen Frequenzgang und den Pegelbezug (als Rohdaten) zu den Wandmessungen per Sensor.

Die Wandmessungen werden natürlich auch mit laufendem TMT und HT gemacht.

Wobei der TMT jetzt ein Gewicht bekommt, das dem Gewicht des vorher montierten Sensors einspricht.
(Weil der sonst jetzt lauter als mit Sensor wäre).

@ Nailhead: das muss ich mir nachher mal in Ruhe durchlesen.


Grüße von
Thomas

[Kaspie]

Hallo Thomas,

Der Idee zu Grunde liegt, per Sensor:

- einmal den Membranen-Schall zu messen
- und im Vergleich, den Gehäuse-Schall zu messen.

Ich finde das Thema hochspannend.
So etwas ähnliches wollte ich mit Freund Andreas auch schon mal machen. Allerdings ging unsere Idee dahin, eine dünnwandigen Lautsprecher nach Dr. Götz Willimzig und den Sabas auf dem Grund zu kommen.
In unserer Überlegung hatten wir aber auch den Lautsprecherkorb und den Magneten im Fokus, den wir mit Schwingungsaufnehmern durchmessen wollten.
Ist leider nie dazu gekommen:(
Die Frage war, wie verhält sich der Lautsprecher , wenn man ihn unterschiedlich an einer SW ankoppelt.
Wobei ich hier die Membran, den Korb ,den Magneten und die Schallwand als sich beeinflussende Schwingsysteme sehe die miteinander interagieren.

[roomcurve]

Also meinst du mit Sensor vermutlich Beschleunigungssensor.
Zu der Mikrofonmessung, leider ist die Kalibrierung nicht das Problem sondern dass du den Luftschall aus dem Chassis z.B. auch an der Rückwand (nur etwas pegelreduziert) mitmessen wirst. Darum werden solche Flächen per Intensitätssonde gemessen da diese hauptsächlich nur den Schall senkrecht der Messfläche aufnimmt, siehe auch https://www.bksv.com/media/doc/br0476.pdf Aber auch da muss man die restlichen Störflächen extrem akustisch bedämpfen sonst misst man nur M....

[Wave-Guider]

Hi,

hatte heute leider keine Zeit, um groß was zu probieren.

Auf alle Fälle wäre die Sache so gedacht, dass sie "einfach" sein möge.
Und immerhin die Möglichkeit relativer Vergleiche böte.

Denn:

Messungen des Direktschalls in Bezug zu vielen Messungen an den Boxenwände zu bringen,
wäre die Arbeit von Wochen (siehe die von Nailhead erwähnte "Greensche Funktion").

Und die Ergebnisse wären dann auch nur für einen Punkt im Raum zutreffend.
Und: man müsste auch noch Mathematiker dafür sein.

Meine (abgespeckte) Überlegung ist im Moment folgende:

- man misst den Direktschall (den Pegel vom Sensor auf den Pegel vom Mic überführt, oder auch genau umgekehrt, ist letztlich Jacke wie Hose).
- man misst die Gehäusewände
- man gewichtet jede Gehäusewand zum Direktschall des Chassis separat.

Die Motivation (oder die Einsicht) muss nun sein:

- das man gar nicht anstrebt,
- an einem von der Box entfernten Punkt X,
- ein wissenschaftlich haltbares Ergebnis erzielen zu wollen.

Sondern:

- man gewichtet direkten Chassis-Schall eben einfach zu den einzelnen Gehäusewänden separat.
- Wie einmal zur Schallwand, den Seitenwänden, der Rückwand.

Und lässt den lieben Gott darüber hinaus, einen klugen Mann sein.

Also, dass man einfach nur dieses jeweils separat und gewichtet darstellt:

- Direktschall vs. Schallwand-Schall
- Direktschall vs. Schall einer Seitenwand
- Direktschall vs. Schall der Rückwand
- und dann auch gut.

Wie gesagt:

das wären keine absoluten Daten, wie störschallend die erdachten Gehäusewand-Konstruktionen,
denn nun sind. Oder nicht sind.

Mit etwas Vorstellungskraft (oder mathematischem Geschick)
kann man aus den Daten das Gewünschte bei Bedarf,
aber vielleicht überschlägig noch weiter hochrechnen.

Aber ansonsten zielt der Denkansatz halt darauf hinaus,
ein einfaches Schema für Vergleichsmessungen bieten zu können.

Grüße von
Thomas

[adicoustic]

Dass Dein Vorhaben nicht ganz trivial ist und wie es fachgerecht zu lösen wäre, wurde oben ja schon geschrieben. Wenn es nur darum geht, etwas zu messen, bringt Dich evtl. das hier weiter.


http://www.tonestack.net/articles/speaker-building/cabinet-sound-insulation-measurement.html

[fosti]

Naja,

abgesehen von dem Aufwand diesen Nachweis erbringen zu wollen, ist das bei einigermaßen sachgemäßem Vorgehen ein Problem, was an an 3. oder vielleicht 4. Stelle steht.....

Viele Grüße,
Christoph

[Kalle]

Moin,
wieso eigentlich den Schall oder Körperschall messen, das ist doch viel zu ungenau und die Aussagekraft sehr fragwürdig.
Der Schall, egal ob Lautsprecher oder schwingende Gehäusewand ist in der Lautstärke vom Hub abhängig. Um das genau zu messen gibt es seit vielen Jahren diese Technik
https://www.polytec.com/de/vibrometrie/?gclid=EAIaIQobChMI_Zej-oK-2QIVEWYbCh1pdgR9EAAYAiAAEgLBQ_D_BwE
Schall zu messen ist viel zu ungenau, weil das Signal in der Regel außerhalb des definierten Messbereiches liegt. Mit einem Körperschallaufnehmer greife ich massiv in das Feder-Masse-System ein, so dass hier eine Messung auch sehr fragwürdig erscheint.
Gruß Kalle

[nailhead]

Wobei bei einer B-Sensor Messung ist man im oberen Frequenzbereich durch seine Masse beschränkt die das modale Verhalten der anliegenden Wand natürlich beeinflusst, darum werden in der technischen Akustik eher Messungen per Laser.


Um das genau zu messen gibt es seit vielen Jahren diese Technik
https://www.polytec.com/de/vibrometrie/?gclid=EAIaIQobChMI_Zej-oK-2QIVEWYbCh1pdgR9EAAYAiAAEgLBQ_D_BwE
e

Ihr habt also meinen Link nicht gelesen :cool:

Denn genau das wurde dort gemacht. ;)

[Kalle]

me culpa ... ich verfolge zwar den Thread, aber nicht so intensiv ... ich hätte weiter hochscrollen sollen, bevor ich schreibe.:(.
Jrooß

[roomcurve]

Nailhead, natürlich habe ich ihn gelesen (solche Messungen und Modalanalysen mache ich teilweise auch beruflich), meine Antwort diesbezüglich bezog sich auf die vom TE angedachten B-Sensor Messungen.

[Wave-Guider]

Hi,

habe heute jedenfalls schon mal ein paar Vorbereitungen für die verschieden nötige Sammlung von Messdaten treffen können.

Kalle schrieb:


wieso eigentlich den Schall oder Körperschall messen, das ist doch viel zu ungenau und die Aussagekraft sehr fragwürdig.Wenn keine high-tech Laser-Messvorrichtungen vorliegen, hat Messen per Vibrations-Sensor den Vorteil,
dass der Wandschall nicht im Direktschall der LS-Chassis untergeht.

Andernfalls (Wandschall per Mic messen) müsste man eine Öffnung in einer Mauer machen.
So das der Direktschall in einen anderen Raum abgegeben wird.
(Den Wandschall der Frontwand könnte man dabei natürlich nicht mit messen ...).

Wenn man sich klar ist was so ein Vibrations-Sensor (oder Beschleunigungs-Aufnehmer, oder wie auch immer genannt)
im Vergleich zu einem Mic tut, kann man damit sehr wohl arbeiten.

Siehe hier, die Messung ganz unten (Mic vs. Sensor):

http://www.waveguide-audio.de/sensorvergleich.html

Was es an Unwägbarkeiten gibt, ist mir einigermaßen bekannt:

http://www.waveguide-audio.de/gehaeusevibrationen-einleitung.html

Oder noch mal Mic vs. Sensor, die dritte Messung von oben:

http://www.waveguide-audio.de/gehaeusevibrationen-nachlese.html


Glücklicher Weise wird bei Vibrations-Messungen an üblichen LS-Mehrwegern
(also für Breitwand-Chassis kann es anders sein)
vom Sensor kein Fühl-Bereich bis 20.000Hz gebraucht.

Sondern: im Wesentlichen wird der Tieftonbereich bis zu den mittleren Höhen gebraucht.
Und ein schnöder Elektret-Kapsel basierter Sensor, der kann das.

Sinngemäß vielleicht auch so überlegt:

Altes Brot ist nicht hart.
Gar kein Brot, das ist hart.

Btw: vielleicht habe ich es übersehen:

aber gibt es Laser-basierte Messungen, die in einer Messung den Chassis-Schall,
sowie auch den Wandschall darstellen können?

Edit:

nicht sinnvolle weitere Frage gelöscht.

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Logo bleibt davon ab die Frage schwierig,
wie Sensor-Messungen zu gewichten sind.

Ich werde vermutlich zwei Ideen dazu gegenüberstellen.

Grüße
von Thomas

[Wave-Guider]

Ich schrieb:


Btw: vielleicht habe ich es übersehen:

aber gibt es Laser-basierte Messungen, die in einer Messung den Chassis-Schall,
sowie auch den Wandschall darstellen können?Doch, die gibt es in dem Klippel-Equipment PDF.
Aber offenbar auch nur für eine Schallwand mit Chassis drin.

Grüße von
Thomas

[Wave-Guider]

Hi zusammen,

ein erstes Ergebnis nun.
Dieses bezieht sich auf Chassis-Direktschall und Wandschall von der Schallwand.

Alle Roh-Daten sind stets per gleichen Signal-Pegel ermittelt.
Nötige Pegel-Korrekturen wurden dann entweder errechnet, bzw. mittels Kurven-Tool vorgenommen.

In Stichworten:

Korrektur-Faktor Sensor vs. Mic:

- den Chassis-Direktschall für dBSPL/1W/1m/@8ohm per Mic ermittelt.
- den Senor auf die TMT-Staubschutzkalotte aufgesetzt und den SPL ermittelt.

- als Korrektur-Faktor ergibt sich,
- dass die (gemittelten) Sensor-Messungen, um ca. 33dB
- gegenüber dem Direktschall abgesenkt werden müssen.
　
Korrektur-Faktor für die Flächen:

- Die Schallwand ist 17 cm x 105 cm groß = 1.785 cm²
- Die Membran-Fläche des TMT wird mit 85cm² zum Abzug gebracht = 1.700 cm²

Er ergibt sich ein Verhältnis von 1.700 cm² zu 85 cm² also = Faktor 20.

Faktor 20 umgerechnet in dB (mit log10) ergibt, dass der (gemittelte) Vibrations-Pegel der Fläche,
dann um 13dB angehoben werden muss.

Mit den 33dB (um den der Sensor-Pegel zum Mic-Pegel abgesenkt sein muss)
und mit den 13dB um den die gemittelte Flächenmessung angehoben werden muss, ergibt sich,
dass die gemittelte Flächenmessung, um 20dB angehoben werden muss.

Mittelung der Sensor-Messungen auf der Frontwand:

hier ist die Frage, nach welchem Verfahren gemittelt werden sollte?

Zur Verfügung standen:

Lineare Addition.
Also bei der 1 + 1 = 2 ist. Oder 5 - 1 = 4 ist. Usw..
(Diese Art Addition ist bei folgender Gegenüberstellung von Direktschall und Frontwand-Schall verwendet).


-Addition unter Berücksichtung der Phase und log20 basiert
(welche nach jeder einzelen Addition dann um -6dB im Pegel korriert wurde).

(Wie unterschiedlich die Ergebnisse beider Additions-Arten sind, ist in einer der Grafiken gezeigt).

Wegen Sensor-Messungen an der Frontwand:

es wurden 7 Messpunkte ausgewählt, die repräsentativ genug erschienen.

Die Messpunkte dabei möglichst immer in freier Fläche, um insofern nichts zu schönen.
(Ich gehe lieber immer von schlimmsten Fall aus...).

Allerdings:

ob nun in Schallwand-Mitte gemessen, oder relativ nah am Rand,
lt. Vorversuchen ist das bei der gemessen Box gar kein großer Unterschied.

Soweit dieses erst mal.
Bei Fragen, Anregungen oder Kritik, das gern hier mitteilen.

-----------------------------------------

Nähere Zukunft:

in einem weiteren Versuch sollen die Pegel der einzelnen Vibrations-Messungen, auf die Mikrofon-Position bezogen werden.

Also was von oberhalb oder unterhalb der Mikrofon-Position von der Schallwand kommt, verliert durch längeren Weg ja Pegel.

Und wenn man das berücksichtigt, welchen Unterschied das zum hier gezeigten Grob-Verfahren dann machen würde.
　
Grüße von
Thomas

[nailhead]

Hallo,

meiner Meinung nach bist du dem Ziel kein bißchen näher gekommen, eher im Gegenteil, du hast dich weiter entfernt und mit fast allen Regeln der Messtechnik gebrochen.



es wurden 7 Messpunkte ausgewählt, die repräsentativ genug erschienen.


Nein, die gewählten Messpunkte sind alles, nur nicht repräsentativ gewählt. Sie sind wirklich sehr monoton verteilt. Die Punkte wurden eher so gewählt, und im übrigen zieht sich das meiner Meinung nach durch den ganzen Beitrag, dass es möglichst "sensationell" ist.
Btw. gibt es auch ein paar ganz grobe Schnitzer bei deinen Berechnungen.

Für ein halbwegs gutes, realitätnahes und repräsnetatives Ergebnis müssen folgende Bedingungen zwingend erfüllt sein:

- viel mehr Messpunkte
- gleichmäßig verteilt
- korrekte relative Phasenmessung (zweifele ich auch an)
- korrekte Mathematik anwenden

Aktuell sind die Messungen tendenziell viel zu hoch im Pegel und dein Messgitter lässt durch die geringe Auflösung (von ganz grob geschätzt 15cm) nur Zusagen bis etwa 300 Hz zu, darüber ist alles geraten.



Allerdings:

ob nun in Schallwand-Mitte gemessen, oder relativ nah am Rand,
lt. Vorversuchen ist das bei der gemessen Box gar kein großer Unterschied.


Das halte ich für eine sehr gewagte Aussage.

Auf Grund des Verhaltens und Auftretens des TEs in anderen Beiträgen/Themen dieses Forums habe ich leider keine große Motivation hier weiter daran teil zu nehmen und verabschiede mich einmal an dieser Stelle :bye:

[Wave-Guider]

Och Nailhead :bye:

Naja, musst Du wissen.

Ich schrieb:


es wurden 7 Messpunkte ausgewählt, die repräsentativ genug erschienen.

Nailhead schrieb:


Nein, die gewählten Messpunkte sind alles, nur nicht repräsentativ gewählt.


Ich schrieb:


ob nun in Schallwand-Mitte gemessen, oder relativ nah am Rand,
lt. Vorversuchen ist das bei der gemessen Box gar kein großer Unterschied.

Nailhead schrieb:


Das halte ich für eine sehr gewagte Aussage.

Aber ich erzähle ja nun keinen Käse, sofern ich andere Erfahrungen hätte.

Wie in den Bildern unten zu sehen, kann man offenbar sehr wohl Messpunkte auswählen von den man weis,
dass sie einen Durchschnittswert repräsentieren.

Nach vielen Tausend solcher eigenhändig gemachten Messungen weis man ungefähr,
wie der Hase läuft.

Zu Deinen anderen Besorgnissen müsstest Du vielleicht noch mal konkreter werden.

Und wie gesagt: die Methode kann und soll keinen FEM-BEM Hyperlaser und 4 Ingenieure ersetzen,
sondern einen zumindest groben Überblick in Heimarbeit ermöglichen.

Grüße von
Thomas

[Kripston]

Hallo,


Aus der FEM weiß man, dass es mindestens 6 Stützstellen pro Wellenlänge braucht. Wollen wir bis 1kHz also verlässliche Aussagen machen, brauchen wir eine Unterteilung von etwa 5cm (entsprechend 25cm^2). Das heißt die Gehäusewand wird in 25cm^2 große Quadrate aufgeteilt. In jedem Zentrum des Quadrates muss dann eine Messung mit dem Sensor erfolgen und gespeichert werden. Damit die Messungen später phasenkorrekt addiert werden können, müssen alle Messungen zweikanalig durchgeführt werden.

In der Realität ist es leider noch etwas kniffliger:

1. Sind Transversalwellen in Materialien dispersiv, d.h., die Phasengeschwindigkeit steigt mit der Frequenz an. Da könnte es also je nach zu untersuchender oberen Frequenzgrenze weit mehr Messpunkte benötigen.

2. Bitte nicht übersehen, dass es bei durch Transversalwellen angeregten Luftschall keinen unmittelbaren Zusammenhang zwischen örtlicher Wandamplitude und tatsächlicher Schallabstrahlung gibt. Biegewellenwandler (um darum handelt es sich bei in Gehäusewänden angeregten Transversalwellen) haben ein anderes Prinzip der Schallabstrahlung.

3. Ist die diesbezügliche Schallabstrahlung auch noch davon abhängig, ob die Phasengeschwindigkeit der Transversalwelle im Wandmaterial kleiner/gleich/größer der Phasengeschwindigkeit des Luftschalls ist.
Wäre z.B. die Phasengeschwindigkeit der Gehäuseschwingungen in deinen Simus kleiner als die Phasengeschwindigkeit in der Luft, würde sich die Schallabstrahlung sehr in Grenzen halten, im 2. Beispiel wegen Gegenphasigkeit sogar gegen Null tendieren.

Gruß
Peter Krips

[JFA]

1. Sind Transversalwellen in Materialien dispersiv

Du meinst Biegewellen, keine Transversalwellen.


2. Bitte nicht übersehen, dass es bei durch Transversalwellen angeregten Luftschall keinen unmittelbaren Zusammenhang zwischen örtlicher Wandamplitude und tatsächlicher Schallabstrahlung gibt. Biegewellenwandler (um darum handelt es sich bei in Gehäusewänden angeregten Transversalwellen) haben ein anderes Prinzip der Schallabstrahlung.

Die Schallabstrahlung von Gehäusen findet weitestgehend unterhalb der Koinzidenzfrequenz statt*. Das sind noch einfache Gehäusemoden, und deren Schallabstrahlung muss man erfassen, indem man die Schwingungen über die Fläche komplex integriert**

* Man kann das natürlich auch anders haben, aber wieso sollte man das wollen?

** Selbst wenn bei einer bestimmten Gehäusemode eine Wand gegenphasig schwingt so gibt es noch Schallabstrahlung - nur halt nicht senkrecht zur Fläche auf Höhe des (der) Schwingungsknotens gemessen. Die Wand verhält sich dann wie ein Dipol (Multipol).

[Kripston]

Hallo,

Du meinst Biegewellen, keine Transversalwellen.
Das ist das Gleiche...
Bei Transversalwellen schwingen Materialelemente im rechten Winkel zur Ausbreitungsrichtung der Welle. Somit sind Biegewellen Transversalwellen.


Die Schallabstrahlung von Gehäusen findet weitestgehend unterhalb der Koinzidenzfrequenz statt*.

Nur findet da unterhalb der Koinzidenzfrequenz keine effiziente Schallabstrahlung statt:
https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1074&pictureid=33327

Erst ab/auf der Koinzidenzfrequenz findet nenneswerte Luftschallanregung statt:

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1074&pictureid=33329


Das sind noch einfache Gehäusemoden,
Und diese "einfachen Gehäusemoden" sind nichts anderes als sich überlagernde Transversalschwingungen...


** Selbst wenn bei einer bestimmten Gehäusemode eine Wand gegenphasig schwingt so gibt es noch Schallabstrahlung - nur halt nicht senkrecht zur Fläche auf Höhe des (der) Schwingungsknotens gemessen. Die Wand verhält sich dann wie ein Dipol (Multipol).
Nochmals:
Die Schallabstrahlung ist abhängig vom Verhältnis der Phasengeschwindigkeiten Gehäusewand/Luft.

Nebenbeibemerkt hält sich auch die Anregung der Gehäusetransversalwellen durch die Luft in der Box in Grenzen:

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/picture.php?albumid=1074&pictureid=33328

Gruß
Peter Krips

[JFA]

Bei Transversalwellen schwingen Materialelemente im rechten Winkel zur Ausbreitungsrichtung der Welle. Somit sind Biegewellen Transversalwellen.

Nein, tun sie nicht.

Schallabstrahlung:
angenommen, eine 1 m lange eingespannte Platte schwingt auf ihrer 1,0 Mode, das macht 2 Schwingungsbäuche, bei 0,25 m und bei 0,75 m, der zentrale Schwingungsknoten liegt bei 0,5 m. Wie ist die Schallabstrahlung in Längsrichtung?

Oder auch anders herum: das Paper von Harwood solltest Du ja kennen, es gibt auch andere (z. B. Barlow). Wie erklärst Du Dir die Ergebnisse, wenn schon deutlich unterhalb jeglicher Koinzidenzfrequenz die Schallabstrahlung durch die Moden deutlich ist?

[Kripston]

Hallo,


Nein, tun sie nicht.

Schallabstrahlung:
angenommen, eine 1 m lange eingespannte Platte schwingt auf ihrer 1,0 Mode, das macht 2 Schwingungsbäuche, bei 0,25 m und bei 0,75 m, der zentrale Schwingungsknoten liegt bei 0,5 m. Wie ist die Schallabstrahlung in Längsrichtung?

Oder auch anders herum: das Paper von Harwood solltest Du ja kennen, es gibt auch andere (z. B. Barlow). Wie erklärst Du Dir die Ergebnisse, wenn schon deutlich unterhalb jeglicher Koinzidenzfrequenz die Schallabstrahlung durch die Moden deutlich ist?


Sieh dir mal das hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Biegewelle

und das hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Transversalwelle

an, damit klar wird, dass Biegewelle und Transversalwelle das Gleiche ist, bzw. Gehäusebiegewellen Transversalwellen sind.

...damit wir nicht weiter aneinander vorbeireden....

Gruß
Peter Krips

P.S. Auch das hier ist lesenswert......:
https://amcoustics.com/articles/thesis/4_2_2#anchor_koinzidenz

[Wave-Guider]

Hi,

guten Abend und herzlichen Dank für die Beteiligung.

Meiner Beobachtung nach gibt es keine Transversalwellen an einem LS Gehäuse.
Jedenfalls nicht, sofern so eine Welle an einen Ende starten soll, und sich von dort dann ausbreitet.

Aber als Ausnahme vielleicht: Korb-Resonanzen, die ja lokal eingeleitet werden (Druck im Gehäuse dagegen flächig).

Eine quasi Transversalwelle wäre darüber hinaus denkbar, bei einem schlecht bedämpften Gehäuse,
wenn eine ganze Wellenlänge (oder ihr Vielfaches) zwischen zwei Wände passt.

Im groben und Ganzen würde ich eine Gehäusewand aus einem Zwischending aus Membrane
(die, ok, halt Zonen entgegengesetzter Bewegungen haben kann, in diesem Bereichen aber trotzdem Töne von sich gibt)
und einem Luftballon betrachten.


Ein Luftballon:

der im schnellen Wechsel aufgeblasen/abgesaugt wird.
Und dieses Bauch raus - Bauch rein, scheint der dominanteste Effekt bezüglich Gehäuse-Vibrationen zu sein.

Für Luftballon-Theorie spricht:

- das Quer-Verstrebungen den Hub der Wände (den Vibrationspegel) deutlich verringern
- das mir noch nicht untergekommen ist, dass ich je irgendwo Bereiche mit gegenphasigen Wandhub gemessen hätte*.
- das den Wandschall per Mic gemessen, im Prinzip das gleiche dabei raus kommt (nur krusseliger) wie per Sensor gemessen

* was natürlich erst mal nichts beweist.
Ich könnte wegen evtl. gegenphasigem Wandhub,
noch mal was mit den Daten aus der 9er Messung versuchen.


Grüße von
Thomas

[fosti]

Moin,

ich will ja den Wissenschaftsdrang nicht dämpfen, aber alle anderen (wichtigen!) Eigenschaften der Box sind abgehakt? Diese Gehäuseschwingungungen sind doch, wenn man sich an: "3. Wurzel aus Volumen klein gegenüber der maximalen Wellenlänge" hält doch recht überschaubar.....
:prost:

[incoggnito2]

Puh, bist du dir sicher, dass sich der Aufwand lohnt...
Hab in der Arbeit einen 3D Laser verfügbar... Vielleicht bekomme ich es gerechtfertigt mal mein aktuelles Projekt im Rahmen einer 'Studienarbeit' zu scannen... Interessieren würde es mich in jedem Fall mal ;)

[JFA]

Sieh dir mal das hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Biegewelle

und das hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Transversalwelle

an, damit klar wird, dass Biegewelle und Transversalwelle das Gleiche ist, bzw. Gehäusebiegewellen Transversalwellen sind.

Kenn ich. Jetzt zeig mir einmal die rein transversale (senkrechte) Schwingungsbewegung in dieser Visualisierung:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f2/Bending_Wave.gif/305px-Bending_Wave.gif



...damit wir nicht weiter aneinander vorbeireden....

Du kannst die Biegewellen natürlich auch weiterhin transversal nennen, allerdings sorgst Du damit unnötigerweise für Missverständnisse.

Für dieses Thema ist es auch völlig unerheblich, weil Deine Theorie, dass ein Gehäuse nur oberhalb der Koinzidenzfrequenz Schall effektiv abstrahlt, schlicht nicht korrekt ist, weil es das nämlich - praktisch und nach vollständigerer Theorie - auch unterhalb tut.

[Wave-Guider]

Morjens,


Moin,

ich will ja den Wissenschaftsdrang nicht dämpfen, aber alle anderen (wichtigen!) Eigenschaften der Box sind abgehakt? Diese Gehäuseschwingungungen sind doch, wenn man sich an: "3. Wurzel aus Volumen klein gegenüber der maximalen Wellenlänge" hält doch recht überschaubar.....
:prost:

Naja, nach der Box ist vor der Box.
Also ist nur ein Versuch hinsichtlich dies und das und Abstrahleigenschaften gewesen.


Wegen Gehäuseschwingungen:
die Gehäusemaße kann man sich ja nicht immer aussuchen.
Möglichst viele Streben und volle Dämmwolle sorgen dann ja auch schon für Ausgleich.

Mich hatte halt beschäftigt, dass oft gefragt wird, in welchem Verhältnis Direktschall zum Wand Stör-Schall steht.
Und da kam mir der Geistesblitz...

incoggnito2 schrieb:


Hab in der Arbeit einen 3D Laser verfügbar... Vielleicht bekomme ich es gerechtfertigt mal mein aktuelles Projekt im Rahmen einer 'Studienarbeit' zu scannen... Interessieren würde es mich in jedem Fall malJa, unbedingt machen!

Aber der 3D Laser ist für solche Zwecke auch geeignet?
Und nicht nur eine Art Foto-Apparat?

Und wenn geht, einen Vergleich mit Beschleunigungs-Sensor machen?

Oder falls das keine Riesen-Box ist, dass ich ein gleiches Gehäuse aufbaue und vermesse?

Grüße von
Thomas

[FoLLgoTT]

Kenn ich. Jetzt zeig mir einmal die rein transversale (senkrechte) Schwingungsbewegung in dieser Visualisierung:

Hmm, ist es für die (schallabstrahlende) Oberfläche nicht völlig egal, ob sich das Material biegt (und innerlich Spannung erzeugt)? Von außen betrachtet sehe ich auch nur eine Transversalwelle.

[JFA]

Ja, das ist in erster Näherung egal.

[incoggnito2]

Aber der 3D Laser ist für solche Zwecke auch geeignet?
Und nicht nur eine Art Foto-Apparat?

Es handelt sich um das besagte System von Polytec ;)... Wie gesagt, mal sehen ob ich die Leute davon überzeugen kann, dass es für mein Studienprojekt unerlässlich ist, so eine Messung zu machen. :D

Würde aber aus eigenem Interesse (falls das Projekt was wird) untersuchen wie sich das 3D-Druck Gehäuse (Kugel mit Innenmatrix) misst... und dann entsprechend mit Bedämpfung oder Sperrmassen das Gehäuse optimieren.

Eventuell reicht dann auch ein Abgleich über die Eingangsimpedanz mit Hammer und Baufnehmer...
(hab ich zu Hause)

[Wave-Guider]

Okidoki @ incoggnito:

ein Kugelgehäuse könnte ich ja auch gar nicht anfertigen.
Also viel Glück, dass Du die Technik benutzen darfst!

Grüße von
Thomas

[Wave-Guider]

Ich schrieb:



Ich könnte wegen evtl. gegenphasigem Wandhub,
noch mal was mit den Daten aus der 9er Messung versuchen.
Weil man/ich bei breitbandiger Skalierung nur wie ein Schwein ins Uhrwerk schauen würde,
habe ich den mir am fraglichsten Frequenz-Bereich,
jedenfalls mal deutlich gezoomt.

Was eben noch einen Vibrations-Peak bedeutet hatte,
erweist sich am nächsten Messpunkt, als Dip.

Je nach Frequenz, kann auch ein "quasi Gleich" gegeben sein.

Wie soll man das einordnen:

ich würde den bezogenen Sachverhalt als "radial transversal Moden-bedingt" einordnen.

Oder: wie wäre sonst zu denken?

Kann man das überhaupt irgendwie denken?

Grüße von
Thomas

[Wave-Guider]

Ich schrieb:



Kann man das überhaupt irgendwie denken?
Yes, mee can!

Hilfreich war, meine falsch gelernten Vorstellung von Stehwellen, hoch zu datieren (ala "loses Ende" vs. gelernt falsch: dem "festen Ende" ...).

Bin aber im Moment zu faul, der Sache weiter nachzugehen.

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Im sündigen HIFI-Forum, dort dieser Beitrag:

http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&forum_id=104&thread=12387&postID=387#387

hatte derweil ein aufmerksamer Mitbürger auf einen mittels verschiedener Maßnahmen
professionell (und Laser-gestützten) Vibrations-bedämpften Gehäusebau verwiesen:

http://idc-klaassen.com/uploads/Q%20Acoustics/QAcoustics_Concept500_techn.Informationen.pdf

Das eine oder andere davon, ist für mich logisch und sonnenklar richtig.

Das andere oder das Eine davon, würde ich mir als konservativ Konstruierender, aber nicht trauen, es so zu machen.

Aber unbenommen, dass was ich für mich persönlich ein Stück weit für bedenklich halte,
es kann sich in der Versuchs-Praxis jener Konstrukteure,
als vorteilhaft und problemlos dargestellt haben.

Glaube, wer sich für die Vibrations-Bedämpfung von LS-Gehäusen interessiert,
der hat an dem PDF-Link seine Freude (die Sache mit den Streben und IRR sei als Spoiler erwähnt).

Die Gel-Sache klingt spannend.
Nicht wegen dem Gel direkt.
Aber, dass solche Sandwiches überhaupt irgendwie baubar sind.

Meinereiner hätte eher Sorgen wegen der speziellen TMT-Befestigung.
Also ob die nicht "dennoch" Wartungsaufwand erfordert.

Grüße von
Thomas