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EPICENTER
Anmeldungsdatum: 11.07.2008
Beiträge: 4
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 EPICENTER Verfasst am: 11. Jul 2008 13:46 Titel: Wie erzeuge ich einen maximalen Luftdruck?! |
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Hallo zusammen!
Ich wende mich nun an Euch da ich mit meinen Überlegungen nicht mehr wirklich weiter komme und mir von ein paar Physikfreaks Hilfe erwarte! 
Folgende Aufgabenstellung:
Mit Hilfe eines Lautsprechers soll ein maximaler Luftdruck erzeugt werden.
Basis: Lautsprecher welche mit 1 bis 80 Hz angesteuert werden kann.
Dieser kann verbaut werden wie man es gerne möchte. Der Druck wird mit Hilfe eines Luftdrucksensors gemessen. Ob dieser sich im oder außerhalb des Gehäuses befindet spielt keine Rolle. Die Konstruktion sollte möglichst kompakt ausfallen.
Wie könnte man so etwas lösen?
Problem an der Sache ist, der Druck welcher von einem Lautsprecher erzeugt werden kann ich mechanisch begrenzt.
Hatte nun zwei Basis-Ideen:
Idee 1: ein Trichter welche die Luft zusammen führt und auf den Sensor wirft. Senoröffnung = ca. 0,5 cm
Bei dieser Lösung habe ich jedoch bedenken, dass der erzeugte Druck vom Lautsprecher nicht ausreicht um ihn auf die kleine Fläche zu bringen.
Idee 2: Gerade Schallwand vom Lautsprecher aus gehend. Am Ende eine Art Parabolspiegel, welche den Druck auf den Senor zurück wirft.
Bedenken: Stehende Wellen, welche sich gegenseitig stören, bzw. keine Leistungssteigerung, als wenn man den Sensor einfach so in das Gehäuse legen würde.
Zwei Basisfragen ..oder Meinungen von Euch würden mich interessieren:
Wenn ich den Lautsprecher auf ein geschlossenes Gehäuse spielen lasse und den Sensor einfach in das Gehäuse packe, ist es sinniger das Volumen in dem der Senor liegt lieber etwas größer so wählen, oder das Volumen so klein wie möglich zu halten?
Gruß Martin |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Jul 2008 15:53 Titel: |
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Den Schall mit einem passenden Trichter oder einem passenden "Schallspiegel" zu fokussieren, ist sicher eine gute Idee. Wenn die Wände dieser Fokussiereinrichtung optimal geformt sind, dürfte man es sogar ziemlich gut hinbekommen können, dass sich alle fokussierten Wellen konstruktiv überlagern und gegenseitig verstärken. Die Idee dabei wäre, dass der Laufweg aller Strahlen vom Lautsprecher über die reflektierende Stelle der Wand zum Sensor möglichst gut gleich lang gemacht wird.
Kann es sein, dass eine elliptische (oder ellipsoidförmige) Wandform das besonders gut leistet?
Wenn du von einem Behälter sprichst, den man da dran bauen könnte, dann könnte das einen auf eine weitere Idee bringen: Mit einem passenden Resonanzkörper kann man den erreichten Schalldruck sicher nochmal deutlich verstärken. |
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EPICENTER
Anmeldungsdatum: 11.07.2008
Beiträge: 4
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| EPICENTER Verfasst am: 11. Jul 2008 16:59 Titel: |
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| Zitat: | | Mit einem passenden Resonanzkörper kann man den erreichten Schalldruck sicher nochmal deutlich verstärken. |
Du meinst man könnte den Schall in einen weiteren Körper leiten, welcher eine Eigenresonanz hat und die angeregte Eigenschwingung nochmals als Verstärkung nutzen?
Hab ich auch schon drüber nach gedacht, aber diese Resofrequenzen lassen sich so gut wie nicht berechnen und man hat immer zwei Abhängigkeiten welche man bei der Try and Error Methode aufeinander anpassen muss.
So ein Trichter ist leider nicht wirklich schnell gebaut und eignet sich nicht für schnelle Experimente! ..hum |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Jul 2008 17:30 Titel: |
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| EPICENTER hat Folgendes geschrieben: |
Du meinst man könnte den Schall in einen weiteren Körper leiten, welcher eine Eigenresonanz hat und die angeregte Eigenschwingung nochmals als Verstärkung nutzen?
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Ja. Oder wahrscheinlich reicht es auch einfach, den Schall an der Öffnung eines solchen Resonanzkörpers vorbeilaufen zu lassen, das regt ihn ja auch schon an.
Ob es für dich die einfachste Möglichkeit ist, so einen Resonanzkörper einfach mal durchstimmbar zu basteln, so dass du die gewünschte Resonanzfrequenz durch Probieren einstellen kannst? Im wesentlichen dürfte die Resonanzfrequenz eines solchen Helmholtz-Resonators einfach von seinem Volumen abhängen.
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Statt eines Trichters wäre sicher eine Art elliptisches Ei idealer, in dessen Brennpunkt Sender und Empfänger gestellt werden.
Auch schon mal nicht schlecht wäre wohl eine Kombination aus zwei einfachen Trichtern, einem Sendetrichter ("Megaphon"-förmig am Lautsprecher) und einem Empfangstrichter (dein Parabolantennen-Prinzip). |
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EPICENTER
Anmeldungsdatum: 11.07.2008
Beiträge: 4
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| EPICENTER Verfasst am: 11. Jul 2008 17:48 Titel: |
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| Zitat: | Ja. Oder wahrscheinlich reicht es auch einfach, den Schall an der Öffnung eines solchen Resonanzkörpers vorbeilaufen zu lassen, das regt ihn ja auch schon an.
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Du meinst ..so als Stiefel / Trillerpfeife?
| Zitat: | Statt eines Trichters wäre sicher eine Art elliptisches Ei idealer, in dessen Brennpunkt Sender und Empfänger gestellt werden.
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Oder dann gleich eine Art Kugel, dann hätte man immer den gleichen Brennpunkt! Allerdings denke ich könnten die Laufzeiten zum Problem werden und sich gegenseitig auslöschen.
Müsste man genau so konstruieren, dass die gebrochenen Wellen wieder im richtigen Moment im Brennpunkt wären, aber dann wird das eine Megakugel!
| Zitat: | | Auch schon mal nicht schlecht wäre wohl eine Kombination aus zwei einfachen Trichtern, einem Sendetrichter ("Megaphon"-förmig am Lautsprecher) und einem Empfangstrichter (dein Parabolantennen-Prinzip). |
Ein gefaltetes Horn hatte ich auch schon überlegt ..denn der Vorschlag von Dir ...wird wieder eine sehr große Konstruktion. |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. Jul 2008 18:31 Titel: |
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Wie solche Fokussierungsvorrichtungen oder Resonatoren genau geformt sein können, lässt sicher etwas Spielraum für Ausprobieren oder Realisierbares.
Vielleicht lohnt es sich im Hinterkopf zu behalten, dass Fokussieren alleine nur begrenzt viel bringt. Denn damit bekommt man maximal die Energie pro Zeit auf den Sensor, die auch von Lautsprecher abgegeben wird.
Verwendet man hingegen einen wie auch immer geformten Resonator, dann kann sich die Welle in ihm aufschwingen, das heißt die Energie in ihm ansammeln.
Da die Größe des Resonators wohl mindestens ungefähr etwas mit der Wellenlänge (oder halben oder Viertel-Wellenlänge) der verwendeten Lautsprecherfrequenz zu tun haben muss, könnte es sich tatsächlich lohnen, gefaltete Resonatoren zu verwenden, wenn deine Lautsprecherfrequenzen so tief sind, dass der Resonator dir sonst zu groß würde.
Günstig wäre wohl in jedem Fall irgendeine Resonatorform, bei der die Schwingung in bestimmten Punkten besonders gebündelt wird (ein Kugelresonator ist da sicher eine mögliche Idee); an eine solche Stelle wird man dann vielleicht versuchen, den Sensor zu platzieren. |
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