Intensidade sonora

21Nov 2020 by admin No Comments

A intensidade sonora é definida como o produto do tempo médio da pressão sonora e da velocidade da partícula acústica. Ambas as grandezas podem ser medidas directamente utilizando uma sonda de intensidade sonora p-u compreendendo um microfone e um sensor de velocidade de partículas, ou estimadas indirectamente utilizando uma sonda p-p que se aproxima da velocidade de partículas integrando o gradiente de pressão entre dois microfones estreitamente espaçados.

Os métodos de medição baseados na pressão são amplamente utilizados em condições anecóicas para fins de quantificação do ruído. O erro de polarização introduzido por uma sonda p-p pode ser aproximado por

I ^ n p – p ≃ I n – φ pe p rms 2 k Δ r ρ c = I n ( 1 – φ pe k Δ r p rms 2 / ρ c I r ) , estilo de jogo,p_text{rms} ^{k_Delta rÿrho c}=I_{n}{n}{biggl (}1-{frac {\frac {\frac {\frac }{k_delta r}}{p_text{rms} ^{2}/rho c}{I_biggr )^,

${\i1}displaystyle {\i}_{n^^{p-p}simeq I_{n}-frac {\i_varphi _{\i}textp_text{rms}^{k_delta rrho c}=I_{n}{n}{n-bliggl (}1-{frac {\i}{k_delta r}}{k_frac {p_text{rms}}^{2}/rho c}{I_biggr )^,,,$

onde eu n {\i}displaystyle I_{n}}

$I_{n}$

é a intensidade “verdadeira” (não afectada por erros de calibração), I ^ n p – p {\i}_{n}^{p-p}}

${\i1}{\i}_{n}^{p-p}}$

é a estimativa tendenciosa obtida usando uma sonda p-p, p rms {\i}{\i1}displaystyle p_text{rms}}}

${\i1}displaystyle p_{\i}$

é o valor da pressão sonora, k {\i1}displaystyle k}

$k$

é o número da onda, ρ {\displaystyle \rho }

$\rho$

é a densidade do ar, c {\displaystyle c}

$c$

é a velocidade do som e Δ r {\displaystyle {\displaystyle {\delta r}

$\Delta r$ é o espaçamento entre os dois microfones. Esta expressão mostra que os erros de calibração de fase são inversamente proporcionais à frequência e ao espaçamento entre microfones e directamente proporcionais à relação entre a pressão sonora média quadrada e a intensidade sonora. Se a relação pressão/intensidade for grande, então mesmo uma pequena desfasagem de fase conduzirá a erros de polarização significativos. Na prática, as medições da intensidade sonora não podem ser realizadas com precisão quando o índice de intensidade de pressão é elevado, o que limita a utilização de sondas de intensidade p-p em ambientes com altos níveis de ruído de fundo ou reflexos.

Por outro lado, o erro de polarização introduzido por uma sonda p-u pode ser aproximado por

I ^ n p – u = 1 2 Re { P V ^ n ∗ } = 1 2 Re { P V n ∗ e – j φ ue } ≃ I n + φ ue J n , estilo de jogo que o “Frac” (1) (2) (texto (Re) (P) (que o “V”) (1) (2) (texto (Re) (P) (que o “V”) (1) (texto (Re) (PV) (1) (2) (texto (Re) (PV) (texto (Re) (*)texto (j) _j_varphi _text (ue}}}}}}simeq I_{n}+varphi _text (ue) _j_{n}{n},,

${\i}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}frac {\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}{\i1}fractexto (j) _j_varphi _text (ue}}}}}}simeq I_{n}+varphi _text (ue) _j_{n}{n},,}$

onde eu ^ n p – u ^ estilo de jogo ^^_{n}^{p-u}}

${\i}_{n}^{p-u}}$

é a estimativa tendenciosa obtida usando uma sonda p-u, P {\i>displaystyle P}

$P$

e V n {\i1}displaystyle V_{n}}

$V_{n}$

são a transformação de Fourier da pressão sonora e da velocidade das partículas, J n {\i1}displaystyle J_{n}}

${\i1}$

é a intensidade reactiva e φ ue {\i}displaystyle {\i}varphi _text{ue}}

${\i1}displaystyle \i _{\i}$

é o desajuste de fase p-u introduzido por erros de calibração. Portanto, a calibração de fase é crítica quando as medições são efectuadas em condições de campo próximo, mas não tão relevante se as medições forem efectuadas no campo distante. A “reactividade” (a relação entre a intensidade reactiva e a intensidade activa) indica se esta fonte de erro é preocupante ou não. Em comparação com sondas baseadas em pressão, as sondas de intensidade p-u não são afectadas pelo índice de pressão/intensidade, permitindo a estimativa da propagação da energia acústica em ambientes de teste desfavoráveis, desde que a distância até à fonte sonora seja suficiente.

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