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Centro de Investigación y Transferencia en Acústica Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Córdoba Unidad Asociada a CONICET.

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Presentación del tema: "Centro de Investigación y Transferencia en Acústica Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Córdoba Unidad Asociada a CONICET."— Transcripción de la presentación:

1 Centro de Investigación y Transferencia en Acústica Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Córdoba Unidad Asociada a CONICET

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3 La intensidad sonora es una magnitud vectorial que describe la cantidad y la dirección del flujo neto de energía en un punto de una superficie dada. Partiendo de la definición de la intensidad sonora, puede deducirse que la misma es el producto de la presión sonora por la velocidad de las partículas en un punto. Para medir la intensidad se pueden utilizar sondas p-u o p-p. En la actualidad, son mayormente empleadas las sondas p-p, que consisten en dos transductores de presión y estiman la velocidad de las partículas de acuerdo a la relación de Euler: Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Introducción

4 Si la distancia entre los transductores, Δr, es muy pequeña comparada con la longitud de onda de la señal, podemos dividir la diferencia (p B – p A ) por la distancia Δr y obtener una buena aproximación del gradiente de presión, por lo que: De esta manera, un sonda p-p aproxima el valor de la intensidad sonora de acuerdo con la siguiente expresión: Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Introducción

5 Para el procesamiento de las señales, hay dos forma de calculo: Método directo Método indirecto Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Instrumento desarrollado

6 Para la adquisición de señales se usa una cadena como el mostrado en la Figura, destacando que se realizan dos cadenas iguales, uno por cada canal. Los micrófonos y preamplificadores se montan sobre un marco metálico formando la sonda p-p. Utilizando la configuración frontal es la que tiene mejor respuesta y la que logra errores menores. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Instrumento desarrollado

7 Ambos micrófonos deben tener idénticas sensibilidades en todo el rango de frecuencias a medir. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Características del Instrumento Se mejora la respuesta mediante software ajustando la ganancia de cada filtro.

8 La diferencia de fase entre canales es muy importante debido a los errores que introduce en el cálculo de la intensidad, principalmente en bajas frecuencias. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Características del Instrumento Se mejora mediante software, para esto se aumenta el número de muestras tomadas interpolando, de esta manera aumenta la resolución de fase y se aplica el desfasaje necesario entre canales.

9 El índice presión-intensidad residual (δ pIo ), es un indicador de la calidad del instrumento de medición, ya que depende del desfasaje entre los canales de medición. Además este índice permite clasificar al instrumento según clases que se encuentran en la norma IEC Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Características del Instrumento

10 Para contrastar el desarrollo se realizaron mediciones de distintos electrodomésticos en diferentes ambientes, con el instrumento desarrollado y uno comercial de clase 1. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Mediciones

11 Secarropa de una potencia eléctrica de 400 W y velocidad de 2800 rpm, en una sala pequeña cuyas dimensiones son: 2,36 m x 2,79 m x 2,64 m. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Mediciones

12 Aspiradora de una potencia eléctrica de 1200 W, medida en una oficina de dimensiones 9,62 m x 3,78 m x 2,42 m. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Mediciones

13 Para ambos casos se realiza la diferencia entre el valor de intensidad medido con la sonda comercial y la desarrollada, luego se promedian estas diferencias. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Mediciones

14 Presenta como principal ventaja un muy bajo costo comparado con los equipos comerciales actuales. El uso de elementos no apareados, es decir, con respuestas de amplitud y fase que difieren entre canales, complejizo el software aumentando los tiempos requeridos en el calculo de la intensidad. Tiene la posibilidad de incorporar mejoras y modificaciones a través del software aprovechando al máximo los recursos disponibles. Se puede obtener otros rangos de frecuencia utilizando separadores de otras dimensiones, además de los ajustes necesarios en la estimación de la intensidad. Desarrollo de un sistema de medición de intensidad sonora Conclusiones

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16 Medición de Potencia Acústica de Motocicletas Como la Intensidad Sonora describe el flujo de energía a través de una superficie, su relación con la Potencia Acústica es: En la norma ISO , se presenta el método de cálculo de Potencia Acústica mediante puntos discretos, que se basa en la siguiente expresión matemática: Introducción

17 Procedimiento de medición Velocidad del Motor3º Marcha4º Marcha 4300 rpm31 km/h40 km/h 5200 rpm37 km/h50 km/h Medición de Potencia Acústica de Motocicletas

18 Ancho de banda de los espaciadores comerciales. *(Para campo libre, sin tener en cuenta difracción) Medición de Potencia Acústica de Motocicletas Procedimiento de medición

19 Resultados de las mediciones Niveles de potencia acústica para diferentes rpm del motor con sistema de escape original, en dB. Medición de Potencia Acústica de Motocicletas

20 Resultados de las mediciones Niveles de potencia acústica para diferentes rpm del motor con sistema de escape modificado, en dB. Medición de Potencia Acústica de Motocicletas

21 Cálculo de Potencia Sonora – Resultados Niveles de potencia acústica con sistema de escape original y modificado para 1400 rpm, en dB. Medición de Potencia Acústica de Motocicletas

22 Indicadores fijados por la ISO Comprobación de la estacionalidad del campo, F 1 : la fuente sonora a medir debe generar un campo sonoro estacionario que varíe lo menos posible, así también los campos sonoros del ruido de fondo o fuentes externas deben ser estacionarios. Asegura una variación del campo sonoro menor a ±2dB. Comprobación de la adecuación del equipo de medida, F 2 : el desfasaje agregado por el equipo de medida entre sus canales debe mucho menor que el desfasaje entre la presión y la velocidad de la partícula en el punto de medición. Asegura un error en la estimación de la Intensidad Sonora menor a ±1dB. Medición de Potencia Acústica de Motocicletas

23 Comprobación de la influencia del ruido de fondo, F 3 : detecta la presencia de ruido de fondo considerable. Se define igual que F 2, pero teniendo en cuenta el signo de la Intensidad Sonora. Asegura que el ruido de fondo presente no tiene gran influencia en la medición. Comprobación de la adecuación de la discretización usada, F 4 : la ISO , recomienda una densidad mínima de 1 punto/m2, con un mínimo de 10 puntos de medición. Para corroborar si la cantidad y la distribución de puntos es correcta se emplea el indicador F4. Asegura un error en la estimación de la Intensidad Sonora menor a ±1dB. Indicadores fijados por la ISO

24 Comprobación de los indicadores de la precisión de la medición, establecidos por la ISO Medición de Potencia Acústica de Motocicletas Indicadores fijados por la ISO

25 Conclusiones Los niveles de potencia acústica, así como también sus componentes espectrales, emitidos por la motocicleta dependerán de la velocidad de giro del motor y de las características constructivas del sistema de escape utilizado. Los niveles globales medidos, llegan a ser relativamente altos ( dB) usando sistemas de escape modificados, aún a velocidades de tránsito normal (entre 30km/h y 50km/h). Es importante destacar, que realizar este tipo de mediciones por el método de presión sonora sería altamente complejo, casi inviable. Sin embargo, con el método de intensidad es posible realizar mediciones in situ, sin necesidad de contar con cámaras especialmente tratadas e, incluso, ante la presencia de fuentes parásitas externas. Los indicadores propuestos en la ISO son de gran utilidad para analizar los errores que se cometen en la medición, sin embargo, no indican limitaciones en altas frecuencia. Medición de Potencia Acústica de Motocicletas

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