Wirkung einer akustischen Welle, die auf ein Objekt trifft

Ich versuche zu verstehen, welche Wirkung eine akustische Welle auf ein Objekt hat. Ich habe zwei Lautsprecher, einen über dem anderen, und beide emittieren eine Sinuswelle von 64 Hz, die in MATLAB erzeugt und bei 44100 abgetastet wurde. Ich lege ein Blatt Papier in einem Abstand 'd' vor das Papier. Dann beobachte ich die Vibrationen auf dem Papier mit einer ereignisbasierten Kamera, die auf einem dynamischen Bildsensor (DVS) basiertdie Intensitätsänderungen an jedem Pixel mit sehr hoher Auflösung (in der Größenordnung von Mikrosekunden) erfassen kann. Das heißt, wenn das Papier vibriert, habe ich die Pixelpositionen des Papiers und ihre Zeitstempel (wenn sich das Papier bewegt). Das gesamte Setup ist wie in der folgenden Abbildung dargestellt (das sieht die Kamera - die Seitenansichten des Papiers und des Sprechers). Das linke Bild ist die theoretische Ansicht der Kamera und das rechte Bild ist ein tatsächlicher Rahmen der Kamera sieht:

Das linke Bild ist die theoretische Ansicht der Kamera und das rechte Bild ist ein tatsächlicher Rahmen, den die Kamera sieht

Ich versuche, die Ankunftszeit der akustischen Welle auf der Papieroberfläche zu verstehen.

  1. Aus den Daten der Ereigniskamera beobachte ich Vibrationen zu unterschiedlichen Zeitstempeln an unterschiedlichen Positionen auf dem Papier. Wie kann ich theoretisch die verschiedenen Zeitpunkte vorhersagen und verstehen, zu denen die Schallwelle auf verschiedene Teile des Papiers treffen würde?

  2. Wäre es möglich, den ungefähren Abstand zwischen dem Lautsprecher und dem Papier zu berechnen, indem Sie d=c*two cist die Schallgeschwindigkeit in Luft und t=tp-tswo tp = time at which wave hits the paperund ts = time at which wave was emitted from the speaker?

  3. Kann ich 2) besser erreichen, wenn ich einen Lautsprecher in die Mitte des Papiers stelle?

Ich würde mich über Tipps, Hinweise oder Ressourcen zum Verständnis der Schallwellenausbreitung freuen.

Bei 64 Hertz beträgt Ihre Wellenlänge 5 Meter. Warum zwei Lautsprecher nebeneinander verwenden?
Ich versuche es auch mit nur einem Lautsprecher. Der ursprüngliche Grund war, dass mehr Kraft auf das Papier ausgeübt wird und die Kamera mehr Vibrationen sieht. Aber ich weiß jetzt, dass das keine gute Idee ist, und ich versuche es mit einem Lautsprecher. Werde die Frage aktualisieren
Der Grund für die Verwendung einer niedrigeren Frequenz ist, dass ich bei höheren Frequenzen keine Vibrationen/Bewegungen sehe

Antworten (1)

Die kurze Antwort lautet: Ja, Sie können die einfachen Entfernungs- und Geschwindigkeitswerte, wie Sie sie beschreiben, verwenden, um eine grobe Schätzung zu erhalten. Denken Sie daran, dass ein Spitzendruck auf das Papier einer Spitzenbewegung der Luft, aber einer Spitzenbeschleunigung des Papiers entspricht.

Wenn Sie eine größere Genauigkeit wünschen, müssen Sie das Strahlungsmuster des Lautsprechers charakterisieren. Typischerweise ist dies kugelförmig und auf der Basis des Tieftöners zentriert (wie Sie sagen, dass vom Hochtöner verarbeitete Frequenzen nicht erkennbar sind). Sie könnten dann modellieren, wie sich die Wellenfront über die Lücke ausbreitet und auf das Papier trifft. Aber ich bezweifle, dass Ihre Sensoranordnung genug Auflösung hat, um die sehr kleinen Phasenunterschiede aufzunehmen, die bei 64 Hz (Wellenlänge etwa 5 m) über die kurzen Entfernungen auftreten werden.

Wirkung einer akustischen Welle, die auf ein Objekt trifft
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v