3D-Schallintensitäts-, Schalldruck- und Schallschnellen-Sonde

WA301 DREIDIMENSIONALE SCHALLINTENSITÄTSSONDE

Weles Acoustics WA301 ist eine universelle 3D-Schallintensitätssonde, die auf der direkten Messung von Schalldruck und dreiachsiger Schallschnelle basiert. Die WA301 besteht aus vier Wandlern: einem herkömmlichen MEMS-Mikrofon und drei orthogonal angeordneten Weles-Schallschnellesensoren. Fast das gesamte akustische Frequenzband (20 Hz bis 10 kHz) kann mit nur einer Messung analysiert werden – Abstandshalter sind im Betriebsfrequenzbereich der Sonde nicht erforderlich. Detaillierte Informationen zu jedem Schallfeld können gewonnen werden, ohne Einschränkungen bei der Messung, da alle akustischen Größen direkt erfasst werden.

Jede WA301-Sonde wird mit einer Weles BOX geliefert. Die Verbindung zwischen Sonde und BOX erfolgt über ein 7-poliges LEMO-Kabel. Die BOX ist dafür ausgelegt, alle in der Sonde eingebauten Messelemente mit Strom zu versorgen. Zudem fungiert die Weles BOX als Schnittstelle zu jedem Datenerfassungssystem, das die von der Sonde bereitgestellten analogen Signale verarbeiten soll. Für die WA301-Sonde werden vier Signale über vier BNC-Anschlüsse ausgegeben: Schalldruck sowie dreiachsige Schallschnelle (X-, Y- und Z-Achse als separate analoge Signale).

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Wichtigste anwendungsbereiche:

• Nahfeld- und Fernfeld-Schallquellenlokalisierung und -bewertung – höchste Leistung und Genauigkeit werden durch Schallschnellemessungen erreicht
• 3D-Schallschnelle-Kartierung
• 3D-Schallintensitäts-Kartierung
• Schallleistungsmessung
• Schalldruckmessung
• 3D-Schallfeldvisualisierung

LEISTUNGSBESCHREIBUNG

Typischer Frequenzgang – Schallschnellesensor:

Typischer Frequenzgang – Schalldruckmikrofon:

Typisches Eigenrauschen – Schalldruckmikrofon / Schallschnellesensor:

Technologie

Schallintensität wird als Produkt von Schalldruck und Schallschnelle definiert. Die WA301-Schallintensitätssonde besteht aus vier akustischen Wandlern: einem Schalldruckmikrofon und drei orthogonal angeordneten Weles-Schallschnellesensoren. Jeder Schallschnellesensor misst entlang einer anderen Achse – X, Y bzw. Z. Da Schallschnelle und Schalldruck direkt gemessen werden, kann der dreidimensionale Schallintensitätsvektor über den gesamten vom WA301 abgedeckten Frequenzbereich bestimmt werden. Für die Messung der 3D-Schallintensität mit PU-Sonden existieren bislang jedoch noch keine Normen.

Weles Acoustics entwickelt und fertigt Schallschnelle-Wandler. Schallschnelle ist eine physikalische Größe, die zusammen mit dem Schalldruck jedes Schallfeld vollständig charakterisiert. Die intrinsischen Eigenschaften der Schallschnelle, kombiniert mit den besonderen Merkmalen des Weles-Sensors, machen ihn zu einem einzigartigen Werkzeug zur Schallquellenlokalisierung. Das Funktionsprinzip des Schallschnellesensors ähnelt dem eines Heißdraht-Anemometers. Der Sensor besteht aus mehreren dünnen Platin-Drähten, die auf eine nahezu glühende Temperatur erhitzt werden. Vorbeiziehende Schallwellen verändern die Temperatur und damit den elektrischen Widerstand der erhitzten Drähte. Die daraus resultierende Spannung ist proportional zur akustischen Schallschnelle.

Der Weles-Schallschnellesensor ist richtungsabhängig. Sein Richtcharakteristikmuster ähnelt einer Acht. Es handelt sich um einen bidirektionalen Wandler. Dank dieser Eigenschaft kann jeder Schallschnellesensor verwendet werden, um die Schallschnelle in einer Achsrichtung zu messen. Die Messelemente der WA301 3D PU Sonde sind in einem kugelförmigen Gehäuse untergebracht. Der Durchmesser der Kugel beträgt 4 cm. Das kugelförmige Gehäuse ist so konstruiert, dass es innerhalb des Betriebsfrequenzbereichs der Sonde maximale akustische Transparenz gewährleistet. Zudem sorgt die kugelförmige Form dafür, dass das Gehäuse selbst das gemessene Schallfeld nicht verändert. Alle Messelemente der WA301 PU Sonde sind im Zentrum der Kugel positioniert und nehmen ein Volumen von etwa 0,216 cm³ ein.

DESIGN

Das Gehäuse der WA301 3D Schallintensitätssonde besteht aus hochwertigem Edelstahl. Der Kopf der Sonde wurde so konstruiert, dass er maximale akustische Transparenz bietet und gleichzeitig alle Messelemente vor Staub-, Sand- oder Ölpartikeln schützt. Das robuste und langlebige kugelförmige Gehäuse umfasst 3D-gedruckte mechanische Schallverstärker, die um die Weles-Schallschnellesensoren und das Mikrofon herum aufgebaut sind.

Die mechanischen Verstärker sind darauf ausgelegt, das Signal-Rausch-Verhältnis der Geschwindigkeitssensoren zu verbessern. Alle Messelemente der WA301 PU-Sonde sind im Zentrum des kugelförmigen Gehäuses positioniert. Dank dieser einzigartigen Architektur wird die Schallintensität nahezu genau am gleichen Punkt gemessen. Der Abstand zwischen allen Messelementen beträgt weniger als 6 mm, was die WA301 zu einer sehr kompakten und leistungsfähigen Lösung macht. Eine zusätzliche Schutzschicht für die Messelemente bildet ein Schaumeinsatz, der das Innere des kugelförmigen Gehäuses der WA301 ausfüllt. Der Zweck des Schaumeinsatzes besteht neben dem Schutz vor Partikeleindringung auch darin, den Einfluss von Gleichstrom-Luftströmungen auf die Schallschnellemessungen zu verringern.

Die WA301-Sonde wird von Weles Acoustics gefertigt, montiert und getestet. Jede Sonde wird kalibriert und mechanisch geprüft, um kleineren Stößen und starken Vibrationen standzuhalten – diese PU-Schallintensitätssonde ist für den dauerhaften Einsatz gebaut. Details entnehmen Sie bitte den technischen Spezifikationen.

SYSTEMKOMPONENTEN:

Die WA301 PU-Schallintensitätssonde umfasst folgende Komponenten:

• WA301 3D Schallintensitätssonde
• Weles BOX WA301
• 7-poliges männliches LEMO-auf-7-poliges männliches LEMO-Kabel
• 5V Stromversorgung
• Schutzhülle
• Kalibrierzertifikat

Weles Acoustics behält sich das Recht vor, technische Daten ohne vorherige Ankündigung zu ändern.

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