Abstract

For the measurement of sound power levels of machines and household appliances according to ISO 3744, a reference sound source with well-known sound power level is necessary. For this purpose, ISO 6926 makes demands on temporal stability, spectral characteristics, and directivity of such a sound source. These high requirements can be met by using centrifugal fans as reference sound source. One advantage of using a loudspeaker system instead is the possibility of adapting the sound signal to the sound of the machine. However, only a single loudspeaker fulfilling these requirements exists on the market. This speaker has a highly limited bandwidth, compared to common centrifugal fans. Complying with requirements of ISO 6926 using a loudspeaker system, can pose a challenge. In this thesis, the demands of ISO 6926 are considered, as well as existing reference sound sources. Based on these findings, approaches for loudspeaker systems are discussed. Finally, a concept for a loudspeaker, consisting of an inverse horn speaker for omnidirectional emission at high frequencies and a tetrahedral cabinet with three woofers for an adequate level at low frequencies, is designed. Based on that, it is possible to build such a loudspeaker system and to verify the compliance to ISO 6926 with acoustical surveys.

Kurzfassung

Die Messung von Schallleistungspegeln von Maschinen und Haushaltsgeräten nach ISO 3744 im Hüllflächenverfahren erfordert für ein vergleichendes Verfahren eine Referenzschallquelle mit bekanntem Schallleistungspegel. ISO 6926 gibt hierfür Anforderungen an eine solche Schallquelle vor, hinsichtlich der Faktoren zeitliche Stabilität, spektrale Eigenschaften und Richtwirkung. Diese strengen Anforderungen werden in der Regel mit Radiallüftern erfüllt. Hierfür stattdessen ein Lautsprechersystem einzusetzen, bietet den Vorteil, dass das abgestrahlte Schallsignal an jenes der zu untersuchenden Maschine angeglichen werden kann. Doch derzeit existiert lediglich ein einziger Lautsprecher nach ISO 6926 auf dem Markt, welcher gegenüber Radiallüftern einen stark eingeschränkten Frequenzbereich abdeckt. Mit einem Lautsprechersystem die strengen Anforderungen von ISO 6926 über den vollen Frequenzbereich erfüllen zu können, stellt eine Herausforderung dar. In dieser Arbeit werden zunächst die genauen Anforderungen und anschließend bestehende Referenzschallquellen betrachtet. Darauf aufbauend, werden Ansätze für Lautsprechersysteme diskutiert und schließlich ein fertiges Konzept ausgearbeitet. Das Resultat ist der Entwurf eines Inversen Hornlautsprechers, welcher für eine ungerichtete Abstrahlung bei hohen Frequenzen sorgt, eingebettet in ein Tetraeder-Gehäuse, bei dem auf drei Seiten Tieftöner-Chassis eingebaut werden, um tiefe Frequenzen angemessen zu repräsentieren. Ein Aufbau sowie akustische Messungen zur Verifikation können als Gegenstand aufbauender Arbeiten betrachtet werden.

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