Theoretische und praktische Untersuchungen zur Akustik von ...

4 Akustische Messung im
Kundt’schen Rohr
Grundsätzlich gibt es mehrere Möglichkeiten die akustischen Eigenschaften eines Materials
zu bestimmen. Zum einen kann man das Hallraumverfahren einsetzen, das nur für große Probenabmessungen
geeignet ist und mit diffusem Schalleinfall arbeitet, was zu Ergebnissen nahe
der Wirklichkeit führt. Um die Meßgenauigkeit einzuhalten muß die Prüffläche mindestens
12 m 2 betragen. Für eine schnelle und einfache Einschätzung kann auch ein anderes Verfahren
eingesetzt werden, die Messung im Kundt´schen Rohr. Der Schalleinfall ist systembedingt
senkrecht zum Rohrabschluss, was in Bezug auf die Hallraummessung zu geringfügig ungenaueren,
aber noch brauchbaren Ergebnissen führt. Dazu ist eine geringere Probengröße
erforderlich. Abhängig von den zu untersuchenden Frequenzen kommen Flächen von
18 x 18 cm 2 und Durchmesser von ø=3,5 cm zum Einsatz. Hier wurden die akustischen Eigenschaften
mit letzterem Verfahren ermittelt, deshalb wird es in folgendem näher vorgestellt.
4.1 Theorie
Im Kundt´schen Rohr können Schallabsorptionsgrade für senkrechten Schalleinfall bestimmt
werden. Bei diesem Verfahren werden in einem Meßrohr stehende Wellen erzeugt. Einseitig
wird durch einen Lautsprecher ein stationäres Signal mit konstanter Spektraldichte erzeugt.
Dadurch entsteht eine zum anderen Ende hinlaufende und eine dort reflektierte, zurücklaufende
Welle, die sich überlagern. Dabei bilden sich ausgeprägte Maxima und Minima des
Schalldruckes aus. Deren Größe und Lage verändert sich, wenn an der dem Lautsprecher gegenüberliegenden
Rohrseite der zu untersuchende Prüfkörper eingesetzt wird, und zwar in
Abhängigkeit von dessen Eigenschaften. Durch Abtasten des Schallfeldes im Rohr mittels
Schalldruckmessung an zwei festen Orten und Berechnung der Transferfunktion, kann der
Schallabsorptionsgrad für senkrechten Schalleinfall bestimmt werden (siehe Abbildung 4.1).
Dieses sehr einfache Verfahren ist für die Feststellung von Änderungen der Absorptionseigenschaften
oder zur Qualitätskontrolle empfehlenswert. Es ist allerdings nur für homogene
Materialien einsetzbar. Um vergleichende Aussagen zum Hallraumverfahren mit diffusem
Schalleinfall treffen zu können, kann in Sonderfällen eine Umrechnung von senkrechten auf
diffusen Schalleinfall stattfinden [11].
15