Wat is geluid?

Een geluidsbron straalt geluidsvermogen uit en dit zorgt voor een geluidsdrukschommeling in de lucht. Het geluidsvermogen is de oorzaak, de geluidsdruk is het gevolg. Kijk eens naar de volgende analogie: een elektrische kachel straalt warmte uit in een ruimte en de temperatuur verandert. De temperatuurverandering in de ruimte is uiteraard afhankelijk van de ruimte zelf. Maar voor dezelfde elektrische stroominvoer straalt de verwarming hetzelfde vermogen uit, dat bijna onafhankelijk is van de omgeving. De relatie tussen geluidsvermogen en geluidsdruk is vergelijkbaar. Wat we horen is geluidsdruk, maar deze druk wordt veroorzaakt door het geluidsvermogen van de geluidsbron. Het geluidsvermogen wordt uitgedrukt in Watt. Het geluidsvermogensniveau wordt uitgedrukt in decibel (dB), d.w.z. een logaritmische schaal (dB-schaal) ten opzichte van een gestandaardiseerde referentiewaarde:

De geluidsdruk die we waarnemen, is afhankelijk van de afstand tot de bron en de akoestische omgeving waarin de geluidsgolf zich voortplant. De voortplanting van geluid binnen is daarom afhankelijk van de grootte van de ruimte en de geluidsabsorptie van de oppervlakken. Daardoor kan het door een machine voortgebrachte geluid niet volledig worden gekwantificeerd door uitsluitend de geluidsdruk te meten. Geluidsvermogen is min of meer onafhankelijk van de omgeving, geluidsdruk niet.Informatie over het geluidsdrukniveau moet daarom altijd worden aangevuld met aanvullende informatie: de afstand van de meetpositie tot de geluidsbron (bijv. gespecificeerd volgens een bepaalde norm) en de ruimteconstante voor de ruimte waarin de meting wordt uitgevoerd. Anders wordt verondersteld dat de ruimte onbegrensd is (d.w.z. een open veld). In een onbegrensde ruimte zijn er geen muren waarop geluidsgolven kunnen reflecteren, waardoor de meting wordt beïnvloed.

Als geluidsgolven in contact komen met een oppervlak, wordt een deel van de golven gereflecteerd en een ander deel in het oppervlaktemateriaal geabsorbeerd. De geluidsdruk op een gegeven moment bestaat dus altijd voor een deel uit het geluid dat de geluidsbron genereert, en voor een deel uit het geluid dat op omliggende oppervlakken (na één of meer reflecties) gereflecteerd wordt. Hoe effectief een oppervlak geluid kan absorberen, hangt af van het materiaal waaruit het is samengesteld. Dit wordt meestal uitgedrukt als een absorptiefactor (tussen 0 en 1, waarbij 0 volledig reflecterend en 1 volledig absorberend is).

Het effect van een ruimte op de voortplanting van geluidsgolven wordt bepaald door de ruimteconstante. Een ruimteconstante voor een ruimte met meerdere oppervlakken, wanden en andere binnenoppervlakken kan worden berekend door rekening te houden met de afmetingen en absorptie-eigenschappen van de verschillende oppervlakken. De volgende vergelijking is van toepassing:

Onder bepaalde omstandigheden kan de relatie tussen geluidsvermogensniveau en geluidsdrukniveau op een eenvoudige manier worden uitgedrukt. Als geluid wordt uitgestraald vanuit een puntachtige geluidsbron in een ruimte zonder reflecterende oppervlakken of buitenshuis waar zich geen muren dicht bij de geluidsbron bevinden, wordt het geluid gelijkmatig over alle richtingen verdeeld en zal de gemeten geluidsintensiteit op elk punt met dezelfde afstand van de geluidsbron gelijk zijn. De intensiteit is dus op alle punten constant op een bolvormig oppervlak rond de geluidsbron.Als de afstand tot de bron wordt verdubbeld, zal het bolvormige oppervlak op die afstand worden verviervoudigd. Hieruit kunnen we afleiden dat het geluidsdrukniveau, telkens wanneer de afstand tot de geluidsbron wordt verdubbeld, afneemt met 6 dB. Dit geldt echter niet als de ruimte harde, reflecterende wanden heeft. Als dat het geval is, moet rekening worden gehouden met het door de wanden gereflecteerde geluid.

Voor Q kunnen de empirische waarden worden gebruikt (voor andere posities van de geluidsbron moet de waarde van Q worden geschat):Q=1 Als de geluidsbron in het midden van een grote ruimte wordt opgehangen.Q=2 Als de geluidsbron zich dicht bij het midden van een harde, reflecterende wand bevindt.Q=4 Als de geluidsbron dicht bij de snijlijn van twee muren wordt geplaatst.Q=8 Als de geluidsbron dicht bij een hoek (snijlijn van drie muren) wordt geplaatst.

In de nabijheid van de voedingsbron daalt het geluidsdrukniveau telkens wanneer de afstand wordt verdubbeld met 6 dB. Bij grotere afstanden tot de bron wordt het geluidsdrukniveau echter gedomineerd door het gereflecteerde geluid, waardoor de afname bij toenemende afstand minimaal is. Machines die geluid doorgeven door hun behuizing of frame gedragen zich niet als puntbron als de luisteraar zich op een afstand van het midden van de machine bevindt die kleiner is dan 2-3 keer de grootste afmeting van de machine.

Als meer dan één geluidsbron geluid naar een gemeenschappelijke ontvanger zendt, neemt de geluidsdruk toe. Omdat geluidsniveaus echter logaritmisch worden gedefinieerd, kunnen ze niet zomaar algebraïsch worden toegevoegd. Als er meer dan twee geluidsbronnen actief zijn, worden er eerst twee bij elkaar opgeteld en wordt vervolgens de volgende bij de som van de eerste opgeteld enzovoort. Om te onthouden: wanneer twee geluidsbronnen met dezelfde niveaus moeten worden toegevoegd, is het resultaat een toename van 3 dB.Achtergrondgeluid is een speciaal geval, dat moet worden afgetrokken. Achtergrondgeluid wordt als een aparte geluidsbron behandeld en de waarde wordt van het gemeten geluidsniveau afgetrokken.