Dispositivo de generación de ondas acústicas e instalación que incluye varios de estos dispositivos.

Dispositivo (1) de generación de ondas acústicas caracterizado por que comprende:

- un conjunto (10) de paredes deforma 5 bles (11 - 14) paralelas, realizadas en material elástico, eléctricamente conductor, en donde las paredes definen entre ellas volúmenes (28, 29) sucesivos que desembocan alternativamente sobre dos caras (15, 16) opuestas a dicho conjunto (10), el plano mediador (P) de dos caras (15, 16) constituyendo un plano de simetría;

- un recinto rígido (2) que contiene dicho conjunto (10) de paredes y que presenta dos cavidades de revolución simétricas (17, 18) enfrente de las caras (15, 16) en donde desembocan los volúmenes (28, 29) definidos entre las paredes de dicho conjunto (10), dichas cavidades desembocando ellas mismas sobre el espacio que rodea a cada una por un orificio o salida (3, 4);

- medios (41) para aplicar de modo controlado, potenciales eléctricos variables a las paredes agrupadas por subconjuntos repetitivos de paredes, potenciales concebidos para crear, de manera alterna, campos eléctricos en un espacio entre paredes en las dos.

Dispositivo de generación de ondas acústicas e instalación que incluye varios de estos dispositivos Ámbito técnico

La invención se refiere al ámbito de las fuentes electroacústicas y más particularmente a las fuentes destinadas a funcionar en red para generar sistemas de ondas acústicas extendidas conformadas según superficies muy precisas. La generación de ondas de este tipo se requiere en las aplicaciones de control activo del ruido y de detección o de formación de imágenes y en un menor grado en las aplicaciones de reproducción sonora.

Concierne más particularmente a una estructura novedosa de dipolo electro acústico, para instalar altavoces no apantallados diversos, puesto que se distingue por una función de mando de presión unitaria.

Técnicas anteriores

El interés de la invención se pone de manifiesto de la forma más evidente en las aplicaciones de control activo de las molestias sonoras, en donde el apantallado frente a ondas incidentes portadoras de molestias sonoras en un medio abierto conduce a la realización de redes de mallas de fuentes de contra ruido. Estas fuentes, provocando la reflexión al nivel de la superficie inmaterial de la red, le confieren un papel de pantalla, opaca al sonido.

Han sido propuesta soluciones, como las descritas en particular en los documentos DE 213994, EP 78734 o EP 1 94 444. Los sistemas descritos en estos documentos se refieren a la utilización de fuentes acústicas monopolares o dipolares constituidas por altavoces usuales mandados de forma particular.

El problema que presenta claramente este tipo de fuente acústica, que responde sobre el principio de la traducción electrodinámica, "electro estática", o incluso piezoeléctrica, es que la obtención de una función de mando, en caudal o presión acústica, necesariamente unitaria para obtener la reflexión de onda precisa requerida, implica un retraso de respuesta. Teniendo en cuenta la estructura mecánica de estas fuentes, la propagación de ondas mecánicas se conduce en efecto para obtener una respuesta de este tipo, para aplicar a la señal de mando la función de transferencia inversa de aquella del altavoz escogido para compensar los polos ligados a las resonancias mecánicas, de donde resulta inevitablemente un retraso en la función de transferencia global del altavoz.

Este retraso entonces penaliza mucho la concepción de las pantallas, en la medida en la que no puede ser compensado más que por la captación de las señales acústicas portadas por las ondas incidentes de ruido más arriba de las fuentes. El retraso del avance así ganado variando entonces según las incidencias de las ondas, el empleo de altavoces usuales implica por lo tanto caracterizar previamente estas ondas incidentes, numerosas y variables según las fuentes de ruido molestas, generalmente móviles tales como los medios de transporte, por antenas acústicas adaptadas, que implican tratamientos de señales complejos y de cualquier modo muy voluminosos.

Por otro lado, el empleo de fuentes monopolares Implica modular su caudal según la componente de la velocidad normal a la superficie de la pantalla, lo que Impone medir esta velocidad; con las fuentes dipolares, se trata de oponer una contra presión a la presión incidente acústica, presión más fácilmente accesible a la medición con un micrófono.

Se puede añadir Igualmente que las fuentes monopolares usuales están de hecho constituidas por fuentes fundamentalmente dlpolares de dos caras parlantes, que se apantallan para evitar la acción exterior de una de las caras. Resulta un crecimiento de la voluminosldad que penaliza las aplicaciones de control activo del ruido particularmente, en donde su compacidad debe contribuir a la transparencia visual de las pantallas.

Estos diferentes Inconvenientes incitan por lo tanto naturalmente a buscar una fuente dipolar compacta con la función de mando intrínsecamente unitario y sin retraso de respuesta.

Los argumentos expuestos en las aplicaciones de apantallado activo del ruido conservan todo su interés, aunque con un carácter menos Imperativo, en la realización de redes de fuentes acústicas destinadas ya sea a la detección o la creación de Imágenes, ya sea a la reproducción sonora, pudiéndose aplicar el mismo principio de las fuentes a cualquier medio acústico, ya sea gaseoso o líquido.

El problema que se propone resolver la invención es por lo tanto aquél de realizar fuentes electro acústicas dipolares, compactas, de respuesta unitaria en presión y sin retraso de respuesta.

Exposición de la invención

La invención concierne a un dispositivo dipolar de generación de ondas acústicas, es decir más precisamente, de pares de ondas acústicas de presión opuesta, que se propagan en cada dirección en sentido opuesto, paralelamente

a superficies de discontinuidad definidas por la geometría de la red de fuentes y los retrasos respectivos de los mandos aplicados a las fuentes, ellas mismas dipolares.

El diferencial de presión que resulta de este par de ondas al nivel de las superficies de discontinuidad traduce el acoplamiento del flujo dipolar variable creado por las fuentes propiamente dichas en el medio acústico externo.

En estas condiciones, estas fuentes se definen localmente como bombas dipolares, es decir anti simétricas, de dos salidas, generatrices de flujo dentro del fluido ambiente. Este fluido, aire o líquido aislante eléctricamente, puede ser considerado como incomprensible dentro de las condiciones de funcionamiento de la bomba (condiciones de campo próximo acústico) dentro del ámbito de la frecuencia de empleo del dipolo.

El acoplamiento acústico de este flujo es tal que el diferencial de presión creado sobre tales pares de ondas es estrictamente proporcional al diferencial de presión general que genera el flujo en el seno mismo de la bomba que constituye la fuente. Está modulado por un factor de directividad según la dirección de los pares.

La invención concierne por lo tanto más particularmente a un dispositivo de generación de flujo local dipolar el cual lo manda el diferencial de presión.

Según la invención, este dispositivo se caracteriza por que comprende un conjunto de paredes deformables sensiblemente idénticas y planas, paralelas, realizadas en un material eléctricamente conductor. Estas paredes están apiladas regularmente, y ventajosamente separadas por traviesas planas y de grosores iguales, de manera que definen entre ellas volúmenes sucesivos, confinados, sensiblemente idénticos, que desembocan alternativamente sobre dos caras opuestas de este conjunto por aberturas apropiadas.

Comprende igualmente un recinto que contiene este conjunto de paredes y presenta dos cavidades situadas enfrente de las caras en donde desembocan las aberturas de los volúmenes definidos, confinadas entre las paredes. Estas cavidades comunican ellas mismas con el medio exterior por dos aberturas de revolución que constituyen las dos salidas simétricas del dipolo.

Este dispositivo comprende igualmente medios para aplicar, de modo controlado y variable, un campo eléctrico entre pares de paredes sucesivas, de manera que se crea un diferencial de presión entre pares de volúmenes contiguos, el campo eléctrico siendo aplicado alternativamente a uno de los volúmenes, en la exclusión del otro, según el signo del diferencial de presión que se va a crear. Este diferencial de presión induce él mismo una sucesión de alejamientos y acercamientos de las paredes enfrentadas, y por lo tanto variaciones de volumen opuestas que provocan el flujo dipolar alterno buscado. Este flujo se establece en el exterior del recinto a través de las dos salidas por las cuales está encerrado.

Dicho de otro modo, el dispositivo según la invención actúa provocando la deformación alterna opuesta de volúmenes múltiples, que desembocan sobre dos salidas, volúmenes que se contraen y se dilatan sucesivamente, en el interior del espacio y en el tiempo, aspirando o rechazando el fluido que contienen, en cantidades iguales y creando a partir de esta salidas un flujo externo de potencial de velocidad, de naturaleza dipolar, casi de revolución.

Así, el campo eléctrico aplicado en el interior de un espacio entre paredes hace que las paredes concernientes sean alternativamente atraídas o no una hacia la otra, de donde resulta que el volumen correspondiente disminuye una cantidad igual a aquella la cual aumenta el volumen conexo en donde no se aplica el campo. Estas variaciones proporcionan por lo tanto el origen de dos flujos de caudales opuestos evacuados por las dos cavidades y las dos salidas respectivas hacia el espacio medioambiental; estos dos flujos generan así un campo de flujo de revolución externo en el... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) de generación de ondas acústicas caracterizado porque comprende:

un conjunto (1) de paredes deformables (11 -14) paralelas, realizadas en material elástico, eléctricamente conductor, en donde las paredes definen entre ellas volúmenes (28, 29) sucesivos que desembocan alternativamente sobre dos caras (15, 16) opuestas a dicho conjunto (1), el plano mediador (P) de dos caras (15, 16) constituyendo un plano de simetría;

un recinto rígido (2) que contiene dicho conjunto (1) de paredes y que presenta dos cavidades de revolución simétricas (17, 18) enfrente de las caras (15, 16) en donde desembocan los volúmenes (28, 29) definidos entre las paredes de dicho conjunto (1), dichas cavidades desembocando ellas mismas sobre el espacio que rodea a cada una por un orificio o salida (3, 4);

medios (41) para aplicar de modo controlado, potenciales eléctricos variables a las paredes agrupadas por subconjuntos repetitivos de paredes, potenciales concebidos para crear, de manera alterna, campos eléctricos en un espacio entre paredes en las dos.

2. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que las diferentes paredes (11 -14) están separadas por elementos de traviesa (21 - 22) en forma de U, las partes abiertas de los elementos de traviesa (21 - 24) estando alternativamente orientadas hacia una o la otra de las caras (15, 16) en donde desembocan los volúmenes (28, 29) definidos entre las paredes del conjunto (1).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que los orificios (3, 4) que desembocan sobre el espacio del entorno son circulares y simétricas con relación al plano mediador.

4. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que las paredes están reagrupadas por subconjuntos (4, 14, 24) idénticos de cuatro paredes, las paredes de la misma posición dentro de los diferentes subconjuntos estando conectadas a los mismos potenciales de mando.

5. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende medios de mando (41) propios para generar los potenciales eléctricos variables que se van a aplicar a las paredes, potenciales ellos mismos elaborados para inyectar las cargas eléctricas apropiadas a los subconjuntos de paredes.

6. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que las paredes están realizadas a partir de un material de elastómero conductor.

7. Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende sobre el eje de las salidas, dos captadores de presión (7) simétricos, aptos para evaluar el diferencial de presión acústica creado y conectados a los medios de mando (41).

8. Instalación que incluye varios dispositivos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuestos en red y pilotados a partir de la misma señal de referencia, con leyes de retraso respectivo apropiadas, de manera que se conforman los pares de ondas acústicas emitidas según formas e incidencias regulables.