Đầu dò hai micro đo hướng dòng năng lượng âm bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Đầu dò cường độ âm dùng hai micro gần nhau để ghi áp suất ở hai vị trí. Chênh lệch áp suất theo khoảng cách giúp ước lượng chuyển động dao động của môi trường theo trục đầu dò; kết hợp với áp suất cho dòng năng lượng âm trung bình theo hướng ấy. Nó không chỉ lấy hai số decibel rồi trừ nhau.
Áp suất lớn chưa nói năng lượng đang đi về đâu
Một micro thông thường nhận biến thiên áp suất tại vị trí đặt. Muốn biết năng lượng truyền có hướng, cần thêm quan hệ giữa áp suất và vận tốc dao động của môi trường.
Trong trường âm có sóng tới và phản xạ, áp suất có thể lớn trong khi dòng năng lượng trung bình theo một hướng nhỏ. Vì vậy đo mức áp suất âm và đo cường độ âm không phải hai tên gọi của cùng phép đo trong mọi điều kiện.
Hai điểm gần nhau cung cấp một thông tin không gian
Chênh áp giữa hai micro chia theo khoảng cách là gần đúng cho độ biến thiên áp suất dọc trục. Phương trình chuyển động của môi trường nối thông tin ấy với gia tốc rồi vận tốc dao động phù hợp.
Hệ xử lý còn phải giữ đúng quan hệ pha giữa các tín hiệu. Nếu hai kênh bị lệch pha do thiết bị, kết quả dòng năng lượng có thể sai dù mỗi micro riêng vẫn cho mức áp suất có vẻ hợp lý.
Quay đầu dò là đổi thành phần cần đo
Giống chiếu một vận tốc lên trục, đầu dò cho thành phần cường độ theo hướng trục của nó. Khi hướng dòng âm vuông góc trục trong mô hình phù hợp, thành phần ấy có thể gần bằng không, không có nghĩa cả căn phòng im lặng.
Ví dụ, quét đầu dò quanh một máy có thể giúp tìm vùng năng lượng âm đang thoát ra để tính công suất theo phương pháp thích hợp. Khoảng cách micro và dải tần phải khớp: đặt quá xa hoặc quá gần đều có thể đưa thêm hạn chế.
Hiểu lầm: âm to gấp đôi thì máy tự biết hướng và công suất nguồn. Hướng, diện tích quét và trường âm là thông tin cần thiết.
Ghi nhớ: hai áp suất cho thông tin gradient, gradient giúp suy vận tốc dao động, áp suất cùng vận tốc cho dòng năng lượng có hướng.
Đọc thêm
- Đầu dò nhiều phần tử chọn hướng nghe siêu âm bằng những độ trễ ra sao?
- Micro electret đổi dao động âm thành tín hiệu điện bằng cách nào?