بررسی تحلیلی و تجربی پاسخ فرکانسی سیستم میکروفن از راه دور جهت تخمین نوسانات فشار سطحی

اندازه گیری دقیق نوسانات فشار ناپایا روی سطح نیازمند روش های تجربی است که از نظر مکانی دارای تراکم زیادی بوده و محدوده فرکانسی بالایی را در برگیرد. بدین منظور در دهه های اخیر مطالعات گسترده ای روی روش میکروفن از راه دور انجام گرفته است. در این روش به جای نصب مستقیم سنسور فشار روی سطح، سنسور در دوردست نصب و از طریق چند لوله متوالی با سطح ارتباط می یابد. نوسانات فشار روی سطح در داخل لوله ها به صورت امواج صوتی حرکت کرده و در هنگام عبور از روی سنسور فشار که به صورت عمود بر لوله نصب شده، اندازه گیری می شوند. در مطالعه حاضر به منظور مدلسازی تحلیلی سیستم میکروفن از راه دور و بررسی اثر پارامترهای مختلف هندسی سیستم روی پاسخ دینامیکی آن، از حل تحلیلی انتشار امواج صدا داخل لوله های صلب استفاده شده است. همچنین به منظور بررسی صحت نتایج مدلسازی، پاسخ دینامیکی یک سیستم میکروفن از راه دور نمونه از طریق کالیبراسیون تجربی بدست آمده است. مقایسه نتایج حل تحلیلی با نتایج حاصل از کالیبراسیون تجربی نشان دهنده کارایی مناسب مدل تحلیلی است. نتایج نشان می دهد که تغییر قطر لوله های سیستم میکروفن از راه دور می تواند منجر به رخ دادن پدیده تشدید و ایجاد هارمونیک هایی در دو ناحیه فرکانسی شود. دامنه هارمونیک های فرکانس پایین وابسته به طول لوله استهلاک بوده و با افزایش آن کاهش می یابد. همچنین دامنه و فرکانس هارمونیک های فرکانس بالا وابسته به طول لوله اول بوده و با افزایش آن کاهش می یابند. بعلاوه افزایش طول لوله اول و دوم باعث افزایش تاخیر فاز پاسخ دینامیکی سیستم خواهد شد.