Laboratorio Acustica

 
Il Laboratorio di Acustica è dotato di numerose strumentazioni, apparecchiature e codici di calcolo al passo con l'evoluzione delle tecniche di misura, di previsione e di intervento in questo settore.
Il Laboratorio è in grado di compiere misure, valutazioni previsionali e progettazioni nei diversi settori dell'acustica applicata: acustica ambientale, acustica architettonica, acustica edilizia e vibro-acustica.
Si riporta di seguito un elenco delle principali misure ed attività effettuabili dal Laboratorio.

ACUSTICA AMBIENTALE
• Valutazione sperimentale di clima acustico: misure di livello di pressione, analisi statistica dei livelli
• Valutazioni previsionali di clima e impatto acustico in ambiente aperto
• Piani di zonizzazione acustica
• Piani di risanamento acustico e piani di contenimento ed abbattimento del rumore emesso da infrastrutture di trasporto
• Campo prove barriere antirumore: è stato realizzato all'esterno del Laboratorio per la caratterizzazione "in situ" delle proprietà di riflessione, trasmissione e diffrazione al bordo superiore di barriere antirumore (secondo le recenti specifiche tecniche UNI CEN/TS 1793 parti 4 e 5).

ACUSTICA EDILIZIA – PROPRIETÀ ACUSTICHE DEI MATERIALI
• Camere riverberanti accoppiate: misure di laboratorio dell'isolamento acustico per via aerea e della riduzione del rumore di calpestio trasmesso da rivestimenti di pavimentazioni su un solaio pesante normalizzato (ai sensi degli standard UNI EN ISO 140 parti 3 e 8) e misure di coefficiente di assorbimento per incidenza diffusa (secondo UNI EN ISO 354)
• Misure in opera dell'isolamento acustico per via aerea tra ambienti, degli elementi di facciata e delle facciate e dell'isolamento dal rumore di calpestio di solai (ai sensi degli standard UNI EN ISO 140 parti 4, 5 e 7)
• Tubo di impedenza con sistema di acquisizione a 4 canali per la caratterizzazione acustica dei materiali: misure di coefficiente di assorbimento, riflessione, impedenza superficiale per incidenza normale ai sensi della UNI EN ISO 10534-2 e perdita di trasmissione
• Progettazione acustica di edifici e verifica dei requisiti acustici passivi degli edifici.

ACUSTICA ARCHITETTONICA
• Misure di tempo di riverberazione e degli indici di qualità acustica delle sale (STI, RASTI, indice di chiarezza e definizione)
• Progettazione e correzione acustica delle sale
• Valutazione previsionale della qualità acustica di ambienti confinati mediante codici di calcolo.

VIBRO-ACUSTICA
• Misure di potenza sonora di sorgenti mediante intensimetria (UNI EN ISO 9614) e misure di pressione sonora (serie UNI EN ISO 3740 e seguenti)
• Misure di vibrazione mediante accelerometri
• Valutazione previsionale del campo acustico mediante codici di calcolo alle differenze finite e agli elementi di confine
• Sistemi multicanale per il controllo attivo del rumore: progettazione e realizzazione di diversi prototipi (es.: sistema di controllo attivo del rumore emesso allo scarico di motori a combustione interna).

STRUMENTAZIONI

Camere riverberanti accoppiate
Le camere riverberanti accoppiate sono state costruite ai sensi della UNI EN ISO 354 e consentono di effettuare misure di potere fonoisolante per via aerea di elementi da costruzione verticali quali pannelli, pareti in muratura e laterizi, infissi, barriere acustiche, etc.; consentono, inoltre di eseguire prove di rumore da calpestio su elementi orizzontali quali solai e rivestimenti (parquet, moquettes), etc.

Analizzatore sonoro Symphonie
Il sistema di fabbricazione 01dB consiste di due trasduttori (microfoni, accelerometri o sonda intensimetrica) connessi ad una piccola unità di acquisizione (a singolo oppure a doppio canale), la quale trasferisce i dati in tempo reale ad un notebook computer che consente l'analisi dei fenomeni simultaneamente nel dominio del tempo e della frequenza.
Lo strumento è di Classe 1 secondo la IEC651 e la IEC804, i filtri digitali sono invece conformi alla classe 0 IEC1260. Il sistema offre moltissime possibilità nel campo dell'acustica e delle vibrazioni.

Analizzatore sonoro modulare di precisione B&K 2260
E' il modello 2260 Investigator della Bruel & Kjaer. Lo strumento è una piattaforma programmabile per un analizzatore bicanale portatile in tempo reale.
Per mezzo del software 7696 Evidence, si possono elaborare i dati e trasferirli su altri pacchetti di software come word-processor e fogli di calcolo elettronico. Il software per l'analisi sonora BZ7201, trasforma il 2260 in un analizzatore di rumore (fonometro), che può misurare numerosi parametri discreti del rumore ed effettuare anche analisi statistiche con dati in bande di ottava.

Fonometro SOLO
Di fabbricazione 01dB, è una apparecchiatura molto versatile che ne consente l'impiego per diversi tipi di misure quali ad esempio: Acustica Ambientale (verifiche, studi di impatto, monitoraggio), Acustica Architettonica (tempi di riverberazione, isolamento), Industria (controllo di rumore e vibrazioni, test di accettabilità, potenza sonora, controllo delle vibrazioni sui cuscinetti), monitoraggio di rumore e vibrazioni, analisi in frequenza in tempo reale in 1/1 e 1/3 di ottava.

Strumenti per calibrazioni fonometriche
- Pistonofono Bruel & Kjaer Tipo 4228. Sound Pressure Level 124.05 – 250 Hz. Classe 1.
- Calibratore Bruel & Kjaer Tipo 4294. Frequenza: 159.15 Hz; accelerazione: 10 ms-2; velocità: 10 ms-1
- Calibratore Larson & Davis Tipo CA250. Level 114.0 dB; freq. 250Hz. Classe 1
- Calibratore 01dB-stell tipo CAL 21. Level 94.0 dB – 1000 Hz. Classe 1.
- Calibratore Bruel & Kjaer Tipo 4231. Level 94 dB SPL – 1000 Hz. Classe 1.
- Calibratore 01dB-stell Tipo CAL 01. Level 94.0 dB – 1000 Hz. Classe 1.

Generatore normalizzato di calpestio
Prodotto dalla SCS Controlli e Sistemi. è una macchina normalizzata generatrice di rumori impattivi, ovvero di rumori causati dalla caduta di oggetti sul pavimento o dai passi delle persone; si tratta di rumori trasmessi essenzialmente per via strutturale ed interessano il complesso pavimento – solaio. Il dispositivo è dotato di 5 martelletti, disposti in linea alla distanza di 100 mm l'uno dall'altro, del peso di 500 g ciascuno; per mezzo di un albero a camme i martelletti colpiscono il piano di calpestio ad intervalli di 0,1 secondi.

Sistema EZ-ANC II multicanale per controllo attivo del rumore
Prodotto dalla Causal Systems (Australia), è un sistema usato per il controllo attivo del rumore; utilizza algoritmi adattivi a gradiente discendente, con controllo feed-forward: Filtered-x LMS (per filtri FIR) e Filtered-u LMS (per filtri IIR). La struttura hardware del sistema è composta, essenzialmente, da un Main Processor (Analog Devices 33MHz ADSP-21062 in virgola mobile) e da un Co-Processor (ADSP-2181 in virgola fissa). L'unità di controllo EZ-ANC II è dotata di dieci canali d'ingresso (segnali di riferimento e di errore) e di dieci canali di uscita; offre la possibilità di supportare quattro segnali di riferimento e nove segnali di controllo.

Digital Audio Tape-Corder
Modello TCD-D7 di fabbricazione Sony.

Analizzatore di spettro
Si dispone di un analizzatore bicanale 40 kHz Ono Soki completo di probe e sonde di vario tipo in grado di effettuare FFT in tempo reale, cross-correlazioni etc.

Sorgente acustica dodecaedrica
E' il modello D 303 prodotto dalla Look Line, è una sorgente sonora isotropica omnidirezionale formata da 12 altoparlanti da 130 mm con magneti al neodimio. Con una potenza sonora massima LW-122 dB; power: 300W; diametro 330 mm

Processor Controlled active system
E' il modello MT180-A della Montarbo. E' un sistema attivo, controllato da processore, di elevate prestazioni acustiche, progettato per affrontare le più diverse situazioni di utilizzo. Il monitor bass reflex a 2 vie NT180A incorpora un altoparlante da 8" ed un driver da 1" caricato a tromba, pilotati da un amplificatore MosFet (120 W continui, 200 W di picco e da un mixer a 3 ingressi con filtro EQ ed uscita a livello linea.

Oscilloscopio V212
E' oscilloscopio analogico prodotto dalla HITACHI (20MHz).

Oscilloscopio PM3370B
E' un oscilloscopio digitale prodotto dalla FLUKE (60MHz combiscope, 10GS/s ripetitive, 200MS/s single shot).

Generatore di funzioni
E' il modello PM5131 di fabbricazione PHILIPS, in grado di generare segnali con forma d'onda sinusoidale, quadra e triangolare, in un campo di frequenze che va da 0.1 Hz a 2 MHz.

Amplificatore RB-976 Mkll
E' un amplificatore di potenza, prodotto dalla ROTEL, a sei canali. In modalità "stereo" la potenza in uscita è pari a 60watts/ch (8Ohm); mentre, in modalità "bridged mono" è 150watts/ch (8Ohm). La risposta in frequenza ( 1dB) è compresa nell'intervallo 15Hz 100KHz.Il rapporto segnale/rumore è pari a 116dB; l'impedenza d'ingresso è di 22KOhm.

Amplificatore stereo integrato SU-A900
Modello SU-A900 MK2 si tratta di un amplificatore integrato stereo, prodotto dalla TECHNICS, con circuitazione MOS in classe AA, funzionamento Virtual Battery, trasformatore "R-Core" a nucleo arrotondato, condensatori della serie MASTER, controllo del volume di qualità, selettore phono MM/MC, selettori d'ingresso a sei posizioni (CD, Tape 1, Tape 2/DDC, Tuner, Phono, Aux), selettore per due sistemi di altoparlanti (A e/o B).

Amplificatore stereo TA-FE710R
E' un amplificatore integrato stereo, prodotto dalla SONY, dotato di connettori AUX, pulsante e indicatore "source direct", prese di commutazione CA, ricezione "EON", funzione "Tape Monitor", pulsante "subsonic", selettore "speakers".

Generatore ultrasuoni
Il sistema prodotto dalla Fismet Industriale srl, è costituito da un generatore modello PZ2T/2 22kHz che alimenta due trasduttori da 50 watt ciascuno. Come tutti i sistemi ad ultrasuoni è composto da due parti fondamentali; un generatore di potenza e un trasduttore piezzoelettrico montato sotto la vasca.

Apparecchiatura per il controllo attivo delle vibrazioni di una piattaforma per il trasporto delle opere d'arte
Il sistema é costituito da tre componenti distinte: il vibratore elettrodinamico, il sistema antivibrante; e il sistema di controllo. Lo scopo del vibratore elettrodinamico è di simulare le condizioni cui è sottoposta un opera d'arte durante il trasporto. Grazie ad un dispositivo di comando è possibile modificare le caratteristiche delle vibrazioni generate dal vibratore. Il sistema antivibrante è costituito da due piastre metalliche separate da quattro molle uguali; la piastra inferiore viene fissata in modo solidale al piano in cui sono presenti le vibrazioni indesiderate mentre la piastra superiore costituisce la base di appoggio per l'opera d'arte. In corrispondenza dei centri delle due piastre è stato applicato il trasduttore di controllo che induce delle vibrazioni controllate sulla piastra. Il trasduttore di controllo è un sistema meccanico costituito da un asta scorrevole mossa da un motore elettrico a corrente continua che garantisce i movimenti del pistone per mezzo di un demoltiplicatore meccanico. Sulla superficie della piastra superiore è stato ancorato un accelerometro che produce una tensione proporzionale all'accelerazione cui è sottoposta la piastra. Il segnale elettrico prodotto dall'accelerometro viene inviato alla scheda di acquisizione che trasferisce i dati all'elaboratore: un programma appositamente realizzato, gestisce l'acquisizione del segnale, lo elabora e produce ai capi della scheda di conversione un nuovo segnale per il controllo del trasduttore.

Apparecchiatura per il controllo attivo del rumore in condotti d'aria condizionata
L'apparecchiatura é costituita da un ventilatore a velocità e portata variabile da 0 a 5.000 mc/h; vari tronchi di canale coibentati e flangiati, raccordi etc.; un tronco di canale con due altoparlanti; un sistema di controllo elettronico fase/ampiezza; una scheda DSP per elaborazione numerica del segnale in tempo reale.

Apparecchiatura per il controllo attivo del rumore trasmesso attraverso pareti vetrate
Il sistema é costituito da una finestra con telaio in alluminio 120x55 cm, una piccola camera di riverberazione in cemento armato su 5 lati, su cui é installata la finestra; un telaio rotante che consente di effettuare esperimenti su vetri montati in senso verticale, orizzontale o comunque inclinati; vari trasduttori ed attuatori piezo-ceramici di varie dimensioni e spessori; un alimentatore/amplificatore 0-1000V; un circuito di controllo analogico; un circuito di controllo digitale.

Apparecchiatura per il controllo attivo del rumore allo scarico di motori a combustione interna
Il sistema é costituito da due prototipi di marmitta elettronica; il primo, per motori di piccola cilindrata, é equipaggiato con altoparlanti di Ptot 120 W; il secondo, per gruppi elettrogeni di grossa potenza, é equipaggiato con altoparlanti di Ptot 300 W.
I circuiti elettronici di controllo sono del tipo a sintesi modale.

Apparecchiatura per il controllo attivo del rumore da rotolamento
Dispositivo di controllo attivo del rumore di rotolamento prodotto dal contatto ruota – pavimentazione stradale. Il prototipo, realizzato in acciaio INOX, è basato su tecniche di elaborazione numerica del segnale implementate mediante opportune schede DSP. Il segnale di antirumore, utilizzato per creare l'interferenza distruttiva, è generato da un altoparlante della potenza di 150 W. Il sistema é costituito da un parafango elettronico con cassa acustica inox, ruota e pavimentazione. Il circuito elettronico di controllo è costituito da un sistema DSP a virgola mobile con implementati filtri FIR.

 
 

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA / FACOLTÀ DI INGEGNERIA / DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE / SEZIONE DI FISICA TECNICA