Desenvolvimento de um protótipo de sonda de intensidade sonora de baixo custo

Autor: Daniel Henrique Nunes Peixoto
Přispěvatelé: Max de Castro Magalhães, Guilherme de Souza Papini, Lázaro Valentim Donadon, Rosely Maria Velloso Campos
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Dentre as quantidades básicas da engenharia acústica aplicada, a grandeza vetorial intensidade sonora coloca-se como a segunda mais relevante, atrás apenas da pressão sonora eficaz, sendo utilizada, principalmente, para identificação e caracterização de fontes sonoras. Os instrumentos capazes de medir essa quantidade são chamados de sondas de intensidade sonora, sendo que as do tipo p-p usam dois transdutores de pressão sonora, instalados muito próximos um do outro, de modo a obter a velocidade de partícula empregando uma aproximação do gradiente espacial local de pressão pela diferença finita. Este trabalho apresenta a fase inicial do processo de desenvolvimento de uma sonda de intensidade sonora p-p de baixo custo, tendo como motivação principal contribuir para a diminuição da dependência de sondas comerciais. O protótipo de sonda foi construído com auxílio de impressão 3D e equipamentos de medição disponíveis na UFMG, a saber: dois microfones pré-amplificados e uma placa de aquisição da National Instruments. Utilizou-se também o software MATLAB, no qual foi implementado o processamento de sinais capaz de: i) calcular a intensidade sonora através do método p-p; ii) aplicar a correção da diferença de fase entre canais de aquisição; iii) gerar as respostas dos experimentos realizados. Tais experimentos foram concebidos com a intenção de validar o protótipo de sonda desenvolvido, baseados em bibliografias pertinentes ao tema. Os resultados experimentais mostraram-se bastante coerentes com a teoria estudada, permitindo assim a validação do algoritmo de processamento de sinais desenvolvido para medição de intensidade sonora com baixo custo. Por fim, esta pesquisa evidencia a possibilidade de realização de medições de intensidade sonora utilizando o protótipo de baixo custo e, mais importante, produziu-se uma investigação base sobre sondas de baixo custo que pode ser reproduzida e melhorada de maneira livre. Among the basic quantities of applied acoustic engineering, the sound intensity vector is the second most relevant, behind only root mean squared sound pressure, and is mainly used for identification and characterization of sound sources. The instruments capable of measuring this quantity are called sound intensity probes, whereas the ones of the pp type use two sound pressure transducers, installed very close to each other, to obtain the particle velocity using an finite-difference approximation to the spatial sound pressure gradient. This work presents the initial phase of the development of a low-cost p-p sound intensity probe, having as main motivation to contribute to the decrease of the dependence of commercial probes. The probe prototype was built with 3D printing aid and measuring equipment available at UFMG, namely: two preamplified microphones and a National Instruments acquisition board. MATLAB software was also used, in which it was implemented a signal processing capable of: i) calculating the sound intensity through the p-p method, ii) applying the phase-mismatch correction; iii) generate the responses of the performed experiments. Such experiments were designed with the intention of validating the developed probe prototype, based on relevant bibliographies. The experimental results proved to be quite consistent with the studied theory, thus allowing the validation of the signal processing algorithm developed for measurement of sound intensity with low cost. Finally, this research evidences the possibility of performing sound intensity measurements using the low-cost prototype and, more importantly, a base investigation on low cost probes has been produced which can be reproduced and improved freely.
Databáze: OpenAIRE
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