Uutiset

Akustiikkaa voi nyt mitata paremmin kuin koskaan

Luotettavampi mittausmenetelmä tehostaa akustisia mittauksia, joita tarvitaan esimerkiksi elokuvateatterien, metroasemien ja konserttisalien suunnittelussa. Rule of Two -menetelmä sai nimensä tuplamittaamisesta ja tunnetaan myös Star Wars -elokuvassa.
Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kuva: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda
Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kuva: Aalto-yliopisto / Karolina Prawda

Aalto-yliopiston akustiikan tutkijat ovat keksineet tavan parantaa alan yleisintä mittausmenetelmää, sinipyyhkäisymenetelmää, joka otettiin käyttöön 20 vuotta sitten ja korvasi silloin aiemmat käytössä olleet menetelmät.

Sinipyyhkäisy on yhden nousevan vihellyksen sisältävä ääni, jonka taajuus nousee logaritmisesti käyden läpi koko ihmisen kuuloalueen, n. 20 Hz – 20 000 Hz. Käytännössä taajuuspyyhkäisy kestää muutaman sekunnin. Pyyhkäisyä pidentämällä huoneeseen saadaan enemmän äänienergiaa, jolloin häiriöiden suhteellinen vaikutus mittaukseen pienenee. Kuitenkaan mittausta ei voida pidentää kovin paljon, koska ajan myötä mukaan saattaa sattua häiriöääniä ja ympäristökin voi muuttua, mikä puolestaan aiheuttaa lisää epävarmuutta mittaukseen.

Uusi kahden mittauksen sääntö suosittelee toistamaan sinipyyhkäisyn muutamaan kertaan, kunnes kaksi niistä läpäisee puhtauskriteerin. Näin automaattinen mittaus saadaan tehtyä luotettavasti.

Menetelmän kehittämisessä tarvittuja tuhansia äänen mittausyhdistelmiä tehtiin akustiikan laboratorion Arni-huoneessa Otaniemessä.

”Akustiikan ja äänitekniikan mittausmenetelmät ovat kehittyneet vuosien saatossa todella paljon. Aikaisemmin huoneessa taputettiin käsiä yhteen tai ammuttiin starttipistoolilla ja sitten kuunneltiin, miten kaiku vaimenee. Koska nykyään mittaukset tehdään tietokoneen ja tarkkojen laskelmien mukaan, tiedämme hyvin tarkasti, miten ääni kaikuu eri tiloissa”, akustiikan professori Vesa Välimäki kertoo.

”Menetelmän nimi Rule of Two (Ro2) tulee siitä, että luotettava mittaus vaatii aina kaksi puhdasta mittauskertaa, jotka korreloivat vahvasti keskenään. Myöhemmin kuulimme, että sattumalta Star Wars -tarinoissa on myös Rule of Two. Tähtien Sodalla ja akustiikan mittauksella ei toki ole mitään muuta yhteistä kuin sattumalta menetelmän nimi”, tohtorikoulutettava Karolina Prawda kertoo.

Tutkijat uskovat, että akustiikan ja äänitekniikan uusi mittausmenetelmä korvaa vanhan 20 vuotta käytössä olleen kertaluonteisen sinipyyhkäisymenetelmän, sillä luotettavampi mittausmenetelmä säästää aikaa suunnittelutyössä. Akustisia mittauksia käytetään yleensä kaikkien sisätilojen rakennusvaiheessa, joissa pitää saada puhe, kuulutukset tai musiikki kuulumaan kaikille, kuten elokuvateattereissa, metroasemilla, konserttisaleissa, luentosaleissa, kirkoissa ja kongressikeskuksissa.

”Otamme Aalto-yliopistossa mittausmenetelmän käyttöön välittömästi muun muassa opetuksessa. Toivottavasti myös akustiikan ala huomaa hyödyt mahdollisimman pian”, professori Välimäki sanoo.

Käännettävillä paneeleilla syntyy loputon määrä ääniyhdistelmiä

Arni-huoneen seinissä on käännettävät paneelit. Seinäpaneelien toinen puoli on kova ja toinen pehmeä. Huoneen kaikuisuus muuttuu kovasta pinnasta kaikuisaksi ja pehmeästä pinnasta vaimeammaksi. Huoneeseen sijoitettu pallokaiutin soittaa ääntä kaikkiin eri suuntiin, ja akustiikan ominaisuudet voidaan mitata useilla mikrofoneilla samanaikaisesti. Kääntyvien paneelien avulla tutkijoiden on mahdollista muunnella ääniympäristöä lähes loputtomiin.

”Mittausmenetelmä löytyi nimenomaan tuhansien mittausten avulla. Seinillä voi tehdä enemmän erilaisia kombinaatioita kuin maailmassa on muurahaisia”, professori Sebastian Schlecht mainitsee.

”Seinäpaneelit aukeavat ja menevät kiinni ohjelmiston niin käskiessä. Meidän tehtävämme oli analysoida tuhannet mittaukset ja verrata niitä keskenään”, Prawda sanoo.

Artikkeli on julkaistu arvostetussa Journal of the Acoustical Society of America -lehdessä. Artikkeli on luettavissa tästä linkistä.

Lisätietoa:

Karolina Prawda
Tohtorikoulutettava, Aalto-yliopisto
[email protected]  

Vesa Välimäki
Professori, Aalto-yliopisto
[email protected]    
050 569 1176

Sebastian Schlecht
Työelämäprofessori, Aalto-yliopisto
[email protected]   
050 517 6093

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

A night sky with the northern lights visible behind the silhouettes of trees. / Yötaivas, jossa revontulet näkyvät puiden siluettien takana.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Revontuulten äänet voi kuulla, vaikka niistä ei taivaalla näy vilaustakaan

Äänitallenteet paljastavat, että geomagneettiseen aktiivisuuteen liittyy ääniä, vaikka aktiivisuus olisi liian heikkoa saadakseen aikaan näkyviä revontulia
Ensimmäinen kuva Linnunradan keskellä olevasta mustasta aukosta. Kuva: EHT Collaboration
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tähtitieteilijät paljastivat ensimmäisen kuvan galaksimme ytimessä olevasta mustasta aukosta

Aalto-yliopiston, Turun yliopiston sekä Suomen ESO-keskuksen tutkijat osallistuivat käänteentekevän kuvan ottamiseen.
Aalto_glass_challenge_2018_Jaea Chang_Glass_Lake_Photo_Anne_Kinnunen_KDQ0207.jpg
Mediatiedotteet Julkaistu:

Koneen Säätiöltä 800 000 euron lahjoitus Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun alalle

Lahjoituksellaan säätiö haluaa tukea erityisesti taiteen tutkimusta ja taiteellista tutkimusta. Taustalla on toive turvata oppialojen moninaisuutta ja tutkimuksen vapautta koulutusaloilla, jotka ovat kärsineet rahoitusleikkauksista ja koulutuspolitiikan priorisoinneista.
Maanviljelijä ajaa traktoria riisipellolla
Mediatiedotteet Julkaistu:

20 miljoonan ihmisen koti uhkaa jäädä veden alle Kaakkois-Aasiassa – tutkijat kertovat kuusi keinoa tuhon jarruttamiseen

Ilman päättäväisiä ja nopeita toimia nouseva merivesi voi peittää Mekong-joen suiston lähes kokonaan jo vuosisadan loppuun mennessä.