Własności akustyczne materiałów

Właściwości akustyczne materiałów to cechy, które określają, jak materiał reaguje na fale dźwiękowe. Obejmuje to zdolność materiału do pochłaniania dźwięku, przenoszenia fal akustycznych oraz tłumienia niepożądanych dźwięków. Kluczowe parametry to:

• Impedancja akustyczna, która określa opór, jaki materiał stawia rozchodzącej się fali dźwiękowej.
• Izolacyjność akustyczna, mierząca, jak skutecznie materiał tłumi dźwięk przechodzący przez niego.
• Współczynnik pochłaniania dźwięku, który wskazuje, jaka część energii dźwiękowej jest absorbowana przez materiał.
• Opór przepływu powietrza, który wpływa na zdolność materiału porowatego do pochłaniania dźwięku i redukcji hałasu.

Nasze urządzenia pomiarowe umożliwiają przeprowadzanie testów akustycznych oraz precyzyjne wyznaczanie tych parametrów.

IMPEDANCJA AKUSTYCZNA

Impedancja akustyczna jest to miara oporu, jaki stawia ośrodek rozchodzącej się fali akustycznej. Można ją obliczyć można korzystając ze wzoru:gdzie ρ jest gęstością ośrodka, natomiast c oznacza prędkość rozchodzenia się dźwięku w danym ośrodku.

Impedancja akustyczna jest istotnym parametrem w przypadku przechodzenia fali przez granicę ośrodków. W zależności od stosunku wartości impedancji akustycznych w ośrodkach, fala zachowa się w różny sposób.

Jeśli fala akustyczna przechodzi z ośrodka o mniejszej impedancji, do ośrodka o znacznie większej impedancji, może dojść do odbicia fali. Zjawisko to wykorzystywane jest w sonarach, ale także w przyrodzie przez zwierzęta korzystające z echolokacji. Fala odbita powraca do nadajnika, i dzięki jej parametrom możliwe jest określenie odległości przeszkody.

TRANSMISJA DŹWIĘKU

Transmisja dźwięku zachodzi gdy różnica między impedancjami akustycznymi ośrodków jest niewielka. W przypadku transmisji mogą wystąpić straty. Wbrew pozorom są one często pożądane, szczególnie w akustyce budowlanej. Straty w transmisji dźwięku są także nazywane izolacyjnością akustyczną. Im większa wartość wskaźnika izolacyjności akustycznej, tym lepiej tłumione są niechciane odgłosy.

Izolacyjność akustyczna oraz pochłanianie dźwięku pełnią kluczową rolę przy wszelkiego rodzaju adaptacjach oraz budowie pomieszczeń różnego zastosowania. Zbadanie wartości wskaźnika izolacyjności pozwoli na określenie ile energii fali akustycznej przedostanie się na drugą stronę materiału, z kolei współczynnik pochłaniania dźwięku zapewni informację o tym, ile energii zostanie pochłonięte przez próbkę.

WSPÓŁCZYNNIK POCHŁANIANIA DŹWIĘKU

Za eliminację niepożądanego hałasu odpowiedzialny jest między innymi współczynnik pochłaniania dźwięku. Jest to parametr określający stopień pochłaniania fali akustycznej przez materiał lub strukturę. Zawiera się on w zakresie od 0 do 1, gdzie 1 oznacza całkowite pochłonięcie energii fali dźwiękowej, i podawany jest w zależności od częstotliwości.

Do pomiaru impedancji akustycznej, transmisji dźwięku, oraz współczynnika pochłaniania dźwięku w warunkach laboratoryjnych wykorzystać można rurę impedancyjną.

Pomiar za jej pomocą pozwala na szybkie i precyzyjne uzyskanie wyników w kontrolowanych warunkach. Dzięki swojej konstrukcji umożliwia precyzyjne wyznaczenie parametrów akustycznych takich jak współczynnik odbicia, współczynnik pochłaniania czy izolacyjność materiałów. Co więcej, metoda ta charakteryzuje się wysoką powtarzalnością wyników oraz stosunkowo prostą procedurą pomiarową. Wykorzystanie systemu pomiarowego NOR1527 dodatkowo gwarantuje zgodność z normami i standardami branżowymi, co czyni ją niezastąpionym narzędziem w badaniach akustycznych.

Pomiar współczynnika pochłaniania dźwięku można wykonać także poza laboratorium, poprzez użycie przenośnego systemu SonoCat.

SonoCat jest systemem do pomiarów współczynnika pochłaniania dźwięku w rzeczywistym polu akustycznym –  miejscu zainstalowania materiału dźwiękochłonnego.

Tradycyjne metody pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku opierają się na założeniach dotyczących ogólnego pola akustycznego oddziałującego na badany materiał. Pomiary laboratoryjne wykonywane są w kontrolowanym środowisku o znanym i przewidywalnym polu akustycznym. Jednak poza laboratorium pole akustyczne może być trudne do kontrolowania, nieprzewidywalne i zmienne. Zdolność materiału do pochłaniania dźwięku zależy także od źródła dźwięku i otaczającego go środowiska. Pochłanianie dźwięku to nie tylko właściwość materiału! 

Za pomocą systemu SonoCat można skanować obszar i uzyskać (przestrzennie) uśrednioną wartość pochłaniania. Sonda może mierzyć współczynnik absorpcji dla zwykłych materiałów akustycznych i materiałów rozpraszających, takich jak ekrany akustyczne o skomplikowanych kształtach i elementy dyfrakcyjne. Nie wymaga to długich sesji ani obliczeń a współczynnik pochłaniania dźwięku jest pokazywany w czasie rzeczywistym.

Pomiar pochłaniania dźwięku in situ ma tę wielką zaletę, że rzeczywistą wydajność materiału pochłaniającego można zmierzyć w miejscu, w którym jest on zainstalowany. ​Ponadto, nie wymaga stosowania zewnętrznych źródeł dźwięku, nie ma wymagania co do minimalnej powierzchni ani nie ma konieczności wycinania próbek.

OPÓR PRZEPŁYWU POWIETRZA

Opór przepływu powietrza to parametr opisujący, jak trudno powietrzu przedostać się przez strukturę materiału porowatego. Materiały takie jak wełna mineralna, pianki akustyczne czy gąbki dźwiękochłonne odgrywają kluczową rolę w poprawie izolacyjności akustycznej i są powszechnie wykorzystywane w budownictwie, przemyśle motoryzacyjnym oraz w produkcji urządzeń. Wartość oporu przepływu ma decydujący wpływ na efektywność tych materiałów, ponieważ wpływa zarówno na ich zdolność tłumienia dźwięku, jak i właściwości izolacji cieplnej, co czyni je niezastąpionymi w wielu zastosowaniach.

Opór przepływu powietrza w materiałach porowatych odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu ich właściwości akustycznych. Materiały charakteryzujące się odpowiednio dobranym oporem przepływu nie tylko skutecznie pochłaniają dźwięk, redukując poziom hałasu, ale także wspomagają izolację termiczną. Dzięki temu znajdują szerokie zastosowanie w projektach, gdzie wymagane jest tworzenie komfortowych warunków akustycznych, takich jak budynki mieszkalne, biura, studia nagraniowe, czy obiekty użyteczności publicznej.

Do pomiaru tego parametru wykorzystywane są systemy pomiaru oporu przepływu powietrza, takie jak system Nor1517A. 

Dzięki swojej konstrukcji i zgodności z międzynarodowymi normami, system pozwala na szybkie i dokładne wyznaczanie kluczowych parametrów akustycznych, co czyni go nieocenionym narzędziem w laboratoriach badawczych oraz w przemyśle. NOR1517A charakteryzuje się intuicyjną obsługą, wysoką powtarzalnością wyników oraz możliwością pracy z różnorodnymi próbkami materiałów. To rozwiązanie idealne dla inżynierów i specjalistów zajmujących się akustyką oraz optymalizacją właściwości dźwiękochłonnych i termoizolacyjnych materiałów.