[In Planung] Temperaturbeständiger Lautsprecher

[MajorT1g3r]

Moin Moin,

für meine Bachelorarbeit suche ich einen Lautsprecher mit folgenden Eigenschaften:

-Temperaturbeständigkeit der Membran bis 300°C im optimalfall ,alles über 60°C ist ein Erfolg
-Erzeugnung von Schalldruckpegel bis 120dB
-Frequenzenbereich ab 30Hz

Die Kosten spielen hier keine Rolle. Das System soll optimiert werden weil es im jetzigen Zustand nicht verbaut werden kann.
Der Lautsprecher dient für ein ANC-System und ist in einem Rohr verbaut. Ziel ist es Bauraum einzusparen, d.h. Kühlung zu reduzieren und den Lautsprecher näher an die Lärmquelle zu bringen.
Zurzeit betreibe ich den SP-18/1000HP von Monacor

System sieht Systematisch wie auf folgenden Bild aus wobei die Quelle ein Verbrennungsmotor ist.

[Externes Bild laden...]

Ich hoffe mir kann jemand weiterhelfen. Ein Schalldurchlässiges Hitzeschild/folie wäre natürlich auch eine alternative aber in diesem Gebiet kenne ich mich nicht aus.Hat hier schon jemand Erfahrung gemacht?

Mit freundlichen Grüßen

MajorT1g3r

[Robin00]

Da gibt's 1, 2 Problemchen.
N Sub der von 30-150Hz geht wird groß oder leise, vermutlich aber eher beides. Das mit der Temperatur ist auch eher problematisch, weil wenn du die ganze Kiste auf 300° erhitzt kannste der Schwingspule schneller tschüss sagen als du "Tschüss" sagen kannst Wobei ich vermute 60° sollten die Membranen schon aushalten... Frag doch mal bei 18sound/BMS/Faital/Beyma/B&C/RCF/Oberton/PD nach, die werden dir sicher helfen

Grüße

[MajorT1g3r]

Da gibt's 1, 2 Problemchen.
N Sub der von 30-150Hz geht wird groß oder leise, vermutlich aber eher beides. Das mit der Temperatur ist auch eher problematisch, weil wenn du die ganze Kiste auf 300° erhitzt kannste der Schwingspule schneller tschüss sagen als du "Tschüss" sagen kannst Wobei ich vermute 60° sollten die Membranen schon aushalten... Frag doch mal bei 18sound/BMS/Faital/Beyma/B&C/RCF/Oberton/PD nach, die werden dir sicher helfen

Grüße

Okay ich drücke es mal so aus ab 30Hz aufwärts. Zurzeit habe ich einen mit 18" und 60°C. Hab schon bei gefühlten 3 Millionen Firmen angefragt. Oftmals ohne Antowort etc.

[Robin00]

Auch mal angerufen oder immer nur per Mail? Die 30Hz f0?f3?f5?f10?

[MajorT1g3r]

Der jetzige hat f3. Also sollte das reichen.

[NaXiC]

für meine Bachelorarbeit

dann muss es ja nicht 0815 sein.

man könnte z.B. versuchen, das Ganze aktiv zu kühlen, damit die Spule nicht zum Grill wird.
Alternativ das Chassi so gut es geht von der Hitze abschirmen und dabei möglichst wenig den eigentlichen Schall zu behindern.
Kommt halt beides auf den extakten Aufbau an
Grüße

[Yavem]

Hallo,

da das deine Bachelorarbeit ist ein paar inhaltliche Hinweise :

das heißt Schalldruckpegel. Die Abkürzung hierfür ist auch nicht dB, sondern dB SPL. Erst mit diesem Zusatz ist der Bezugspunkt von 2*10^(-5) Pascal definiert, aber das weißt du ja hoffentlich schon längst (...?).

Leistung angepasst an den Schalldruck bei 100dB pro 1W/1m würden schon 10 Watt reichen bei 80dB brauch ich schon ca 100W

Das ist nicht richtig. Die Leistung ist eine Messgröße, die proportional zum Quadrat einer Amplitudengröße ist. Beim Bilden von logarithmierten Amplitudenverhältnissen werden die Quadrate der Amplitudenverhältnisse hergenommen (was darin begründet liegt, dass der Logarithmus im reellen Zahlenbereich nicht für negative Zahlenwerte definiert ist und das Quadrieren eben diese im reellen Zahlenbereich eliminiert). Deswegen stimmt der von dir falsch angenommene Zusammenhang +20 dB (+20 DeziBel, bzw, 2 Bel) ^= Verzehnfachung nur für Amplitudenwerte. Das hängt damit zusammen, dass man aufgrund der Beschaffenheit des Logarithmus den Exponenten als multiplikativen Faktor im linearen Bereich interpretieren kann : 10*log10(a²/a0²) = 20*log10(a/a0). Für Leistungen gilt also +10 dB ^= Verzehnfachung.

Ergo würdest du bei einem Lautsprecher mit 100 dB SPL/W/m (was übrigens kein "mittlerer Schalldruck", sondern der zeitlich gemittelte Schalldruckpegel gemessen bei einem Watt RMS Eingangssignal auf einem Meter Entfernung) 100W benötigen um 120 dB SPL in einem Meter Entfernung (!) zu erzeugen. Bei einem Lautsprecher mit 80 dB SPL/W/M würdest du 10.000W benötigen. Hier sind sowohl mechanische Faktoren wie Spulenerwärmung und einhergehender Kraftfaktorverlust u.v.m. , als auch akustische Faktoren wie Nahfeld- und Raumeinfluss abhängig von der Frequenz garnicht mit eingerechnet, für dein Extrem-Szenario sind aber besonders die mechanischen Komponenten sehr wichtig.

Lautsprecher(+Gehäuse), die ohne kosten- und volumenraubende Hilfsmittel ab 30 (oder auch 50) Hz 100 dB SPL/W/m erzeugen gibt es nicht. Allerdings bin ich mir recht sicher, dass keine Freifeldbedingungen bei deinem Versuch herrschen werden? Somit sind 120 dB SPL ab 30 Hz ohne riesen Gehäuse je nach Raumposition nicht undenkbar (trotzdem schwer zu erreichen). Allerdings nur wenn der Raum klein genug und die Position an der der Schalldruck vorherrschen muss u.U. frei wählbar ist (kommt wieder auf die Raumgröße an).

Ich gebe dir folgende Tipps mit auf den Weg :

- Lies dich nochmal ein bisschen besser in die Thematik ein. Man sollte meiner Meinung nach eher keine Bachelorabreit schreiben die auch nur entfernt mit elektrodynamischen Wandlern zu tun hat, wenn man nicht weiß was dB SPL sind und was diese eigentlich aussagen.

- Schau dir mal den "Druckkammereffekt" an. Wenn das auf deine Anforderungen in Sachen Raumgröße passt ist die Angabe von Empfindlichkeitswerten für dich nicht mehr so wichtig wie vorher. ier muss man dann etwas umdenken.

- Überlege dir nochmals genau was du brauchst und was du bezahlen willst / kannst. Schaue dir dabei den Aufbau und die Limitationen eines elektrodynamischen Wandlers an (z.B. Membranmasse, Antriebssystem). Ich finde deine Anforderungen passen nicht wirklich zusammen (es sei denn du hast quasi Narrenfreiheit was das Budget angeht).

Ich bin sicher nicht allwissend auf dem Themengebiet, aber finde, dass dein Post nicht den Eindruck erweckt als wärest du gut für deine Arbeit gerüstet. Rein konstruktiv gedacht. Ich hoffe natürlich sehr, dass ich mich täusche und wünsche dir weiterhin noch viel Erfolg.

LG - Hagen

[MajorT1g3r]

Das ist nicht richtig. Die Leistung ist eine Messgröße, die proportional zum Quadrat einer Amplitudengröße ist. Beim Bilden von logarithmierten Amplitudenverhältnissen werden die Quadrate der Amplitudenverhältnisse hergenommen (was darin begründet liegt, dass der Logarithmus im reellen Zahlenbereich nicht für negative Zahlenwerte definiert ist und das Quadrieren eben diese im reellen Zahlenbereich eliminiert). Deswegen stimmt der von dir falsch angenommene Zusammenhang +20 dB (+20 DeziBel, bzw, 2 Bel) ^= Verzehnfachung nur für Amplitudenwerte. Das hängt damit zusammen, dass man aufgrund der Beschaffenheit des Logarithmus den Exponenten als multiplikativen Faktor im linearen Bereich interpretieren kann : 10*log10(a²/a0²) = 20*log10(a/a0). Für Leistungen gilt also +10 dB ^= Verzehnfachung.

Die Angabe mit der Leistung hatte ich von meinem Betreuer. Man sollte wohl doch immer alles selbst hinterfragen.

das heißt Schalldruckpegel.

Ich Entschuldige mich für meine ungenaue Wortwahl und werde diese in kürze korrigieren.

das heißt Schalldruckpegel. Die Abkürzung hierfür ist auch nicht dB, sondern dB SPL. Erst mit diesem Zusatz ist der Bezugspunkt von 2*10^(-5) Pascal definiert, aber das weißt du ja hoffentlich schon längst (...?).

Mit den Grundlagen bin ich durch und ich habe bis jetzt in keinem Akustik Buch von der Einheit dB SPL gelesen SI-Einheit bleibt dB.

- Überlege dir nochmals genau was du brauchst und was du bezahlen willst / kannst. Schaue dir dabei den Aufbau und die Limitationen eines elektrodynamischen Wandlers an (z.B. Membranmasse, Antriebssystem). Ich finde deine Anforderungen passen nicht wirklich zusammen (es sei denn du hast quasi Narrenfreiheit was das Budget angeht).

Der Lautsprecher dient für ein ANC-System und ist in einem Rohr verbaut. Ziel ist es Bauraum einzusparen, d.h. Kühlung zu reduzieren und den Lautsprecher näher an die Lärmquelle zu bringen.
Da ich an einem Forschungsprojekt arbeite sind die kosten erstmal egal. der jetzige Lautsprecher ist wie schon oben beschrieben ein SP-18/1000HP von Monacor und der Kostet auch 350€.

Gruß Chris

[Robin00]

Da würd ich versuchen irgendwas mit ner Hochtemperaturschwingspule zu finden - mit Glück hält die 300° aus, halte es für aber für sehr, sehr,sehr unwahrscheinlich...

[Fio]

..........

[Gast]

ich habe bis jetzt in keinem Akustik Buch von der Einheit dB SPL gelesen SI-Einheit bleibt dB.

Nunja, Bel als Einheit kennzeichnet erstmal nur den dekadischen Logarithmus des Verhältnisses zweier gleichartiger Größen, schimpft sich dann auch Pegel. Welcher Art die Größen sind, geht daraus jedoch nicht hervor. In manchen Werken wird vorausgesetzt dass die Nennung der Einheit dB ohne Zusatz auf den Schalldruckpegel weist, in anderen Kreisen wird dies als Schlampigkeit gewertet.
Dementsprechend macht man auf keinen Fall etwas falsch, beispielsweise ein Lp=90dB oder ein Lspl=90dB anzugeben, bzw. von 90 dB SPL anstelle von plump L=90dB, bzw. nur 90dB zu sprechen. Ansonsten wird einem, gerade in akademischen Kreisen, gerne entgegengehalten, ob es sich denn um 90dB Kartoffeln handelt (angenommen Bezugsgröße = 1 Kartoffel, wären dies dann btw. ca. 10^9 Kartoffeln, da es sich bei der Kartoffel eindeutig um eine Leistungs- und keine Feldgröße handelt ).

[Deathwish666]

Naja bei 30 Hz und höher könnte man durchaus noch über etwas "mechanisches" mit Servoregelung nachdenken, wenn ich mir das Bildchen oben so anschaue.
Sieht für mich wie ein einfacher Regelkreis aus. Anstatt ein Lautsprecher als "Schallwandler" zu nutzen, betreibt man ein hitzebeständiges Blech welches motorisch angetrieben und über einen Regler nachgeführt wird.

[Yavem]

Hallo,

Ok, das hört sich doch machbar an. Leider kann ich dir mit keinem Vorschlag für einen Schallwandler dienen, schließe mich aber gern dem Rat der anderen Poster an... Wenn das Budget eher zweitrangig ist, dann ruhig mal bei diversen Firmen anfragen... Eighteensound hat glaube ich auch eine Niederlassung in Osnabrück. Ansprechpartner evtl. Dirk Hahn (mir bekannt aus einigen mehr oder minder hilfreichen Forumsbeiträgen).

das mit den dB SPL war auch eher nur eine Spitzfindigkeit (u.U. Sorry dafür wenn das doof rüberkam), mein Wissensstand dazu ist, dass diese "Einheit" (egal ob Si oder nicht) ohne Kürzel dahinter Nichtsaussagend ist, da man den Bezugspunkt der benutzt wurde nicht kennt. Wenn man sagt "ich habe einen Schalldruck von 94 dB, dann können das 100 Milipascal, oder auch 10.000 Pascal sein. Sobald man dB SPL sagt kennt man den Bezugspunkt 2*10^-5 Pascal und weiß, dass das einem Pascal entspricht.

[hitower78]

Hi
Wie hoch muss das ganze von den Frequenzen funktionieren?

Ich hab damals diverse Bühnenpodeste mit Körperschallwandler bestückt. Je nach Fläche bekommt man auch schon einiges an "Ton" raus.
Nachteil da: Wirkungsgrad echt schlecht und sie werden warm. Kühlung ist nötig.

Gruß
Daniel

[bfbs]

Hi MajorT1g3r

Ich könnt mir auch vorstellen mehrere 12", oder 6" Bässe zu nehmen.
Also Quasi den Lautsprecher Reconen mit ner Metallmembran und ner Metallsicke, vielleicht auch ne Silikonsickewenns nciht ganz so heiß werden soll....
Die Membran aus Alu/Edelstahl/Titan nachfretigen lassen. die Sicke wird dann ein Problem, da man das aus dünnen Federstahl feritgen sollte... Oder wenn nicht ganz so Temperaturbeständig aus hitzebeständigen Silikon...
Da können aber versierte Metallbauer helfen... z.B. die-metaller
Die Membran kann man dann noch von hinten "Isolieren". Hat einmal den Vorteil, das man die Resonanzen unterdrückt und die Temperatur im Bereich der Schwingspule nicht so viel Hitze ankommt.
Das Ganze noch per DSP versucht die ganzen Membranresonanzen wieder in den Griff zu bekommen...
Vielleicht Raptor 12, oder Raptor 6. Dann halt mehrere... Die haben durch die eigenwillige Konstruktion etwas mehr "Luft" zwischen Schwingspuhlendraht und Membran.
Von der Stange sollte es da nichts geben, ausser im Bereich der Geräuschunterdrückung bei Abgasanlagen...
Flo

[wiesel77]

sicke aus federstahl, an sich die idee vielleicht nicht sooo verkehrt, aber das würde nen richtig fetten antrieb voraussetzen.

Silikon könnte klappen, gibt doch hochtemperaturzeugs, motordichtmasse und so

[Mark Halbedel]

Federstahlsicke, lustige Idee.

Absolut naheliegend wäre ein Kolben im Zylinder mit Servo /Aktuator,
das funktioniert wenigstens.

Fostex edgeless woofer reloaded.

Gruss, Mark

[Studi]

Es gab vor bald 10 Jahren Servodrives von einer Firma: "Bass Tech 7" und "Contra Bass". Vlt. kannste über Google Kontakt zu den Ingenieuren der längst erloschenen Firma herstellen?

http://www.hifi-forum.de/viewthread-244-552.html

Hier hatte jemand noch 2 solcher Kisten.

[*xD*]

Hi

Fakt: Mit einem konventionellen Lautsprecher wird es nicht zu machen sein, da die Membran aus Pappe besteht. Es gibt wenige Exemplare mit Alumembran.
Insgesamt kann aber kein derart funktionierendes System den Abgastemperaturen einer Verbrennungsmaschine Stand halten. Desweiteren glaube ich nicht dass ein konventioneller LS dem Abgasdruck stand hält, weder das Membranmaterial noch der Antrieb - natürlich kann es aber sein dass ich hier die "Hausnummern" aus dem Bauch heraus falsch einschätze.

Ein vielleicht interessanter Ansatz hierzu: http://www.powersoft-audio.com/en/oem-solutions/m-force
Das ganze basiert auf einem Linearantrieb mit extremem Kraftfaktor, der auch sehr steife Materialien bewegen kann. Damit wäre es also denkbar,eine entsprechende Druckkammer gegenphasig zu den Ausstoßtakten zu bewegen. Das funktioniert dann auch mit ausreichend wärmefesten Materialien wie Metallen.
Das Prinzip an sich ist einfach, das kann man experimentell auch selbst aufbauen.


Aber mal eine grundsätzliche Frage: Da sowas nur in relativ niedrigen Frequenzbereichen funktioniert - ist das ein effektives Mittel? Wie sieht denn real das Frequenzspektrum eines üblichen Verbrennungsmotors aus, hast du darüber schon Erkenntnisse? (... Auch wenn ich annehme, dass sich die höherfrequenten Anteile durch konventionelle Schalldämpfer ausreichend bedämpfen lassen).

[yoko]

Bei den gewünschten Randaparametern bietet sich ab ja doch folgendes an: Einspritzpumpe, Zündkerze, Taktgeber
Funktioniert von 1Hz bis >20kHz und schafft wohl locker 120dB...

[Big Määääc]

Stichwort "Schallkanone"
entweder wie oben schon beschrieben, oder per Druckluft-Einspritzung .

[JuBa3006]

Moin
@yoko
Das ist doch eigentlich eine echt gute idee .... mann könnte das ganze mit einem Acetylen - Sauerstoffgemisch machen (wie beim Schweißen) um die Stärke der Explosion zu regeln und um damit das ganze dimensionieren zu können.

[Fio]

..........