প্রকৌশল শব্দবিজ্ঞান/ফিল্টার ডিজাইন ও বাস্তবায়ন

পরিচিতি

শব্দীয় ফিল্টার বা মাফলার অনেক ধরনের প্রয়োগে ব্যবহৃত হয় যেখানে শব্দ দমন বা হ্রাস করার প্রয়োজন হয়। এই ধারণাটি অনেকের কাছে পরিচিত না হলেও শব্দীয় মাফলার দৈনন্দিন জীবনকে অনেক বেশি সুখকর করে তোলে। অনেক সাধারণ যন্ত্রপাতি, যেমন ফ্রিজ ও এয়ার কন্ডিশনার, শব্দ কমানোর জন্য শব্দীয় মাফলার ব্যবহার করে যাতে এগুলোর কার্যক্রমের শব্দ খুব কম হয়। শব্দীয় মাফলারের প্রয়োগ প্রধানত যন্ত্রাংশ বা এমন স্থানে হয় যেখানে প্রচুর শব্দ বিকিরণ ঘটে। যেমন উচ্চচাপ এক্সহস্ট পাইপ, গ্যাস টারবাইন এবং ঘূর্ণন পাম্প।

যদিও শব্দীয় মাফলারের অনেক প্রয়োগ রয়েছে, মূলত দুটি প্রধান ধরনের মাফলার ব্যবহৃত হয়। এগুলো হলো শোষণমূলক এবং প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার। শোষণমূলক মাফলার শব্দ শোষণকারী উপাদান ব্যবহার করে গ্যাস প্রবাহের বিকিরিত শক্তি হ্রাস করে। প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার জটিল পথের একটি সিরিজ ব্যবহার করে শব্দ হ্রাসকে সর্বাধিক করে তুলে নির্ধারিত চাপে পতন, আয়তন প্রবাহ ইত্যাদির মতো নির্দিষ্ট মান বজায় রাখে। বর্তমানে ব্যবহৃত অনেক জটিল মাফলার শব্দ হ্রাসকে সর্বাধিক করতে এবং বাস্তবসম্মত স্পেসিফিকেশন বজায় রাখতে উভয় পদ্ধতির সমন্বয় করে।

শব্দীয় ফিল্টার কীভাবে বিকিরিত শব্দ হ্রাস করে তা পুরোপুরি বুঝতে হলে কিছু প্রাথমিক পটভূমি বিষয় সম্পর্কে সংক্ষেপে আলোচনা করা প্রয়োজন। তরঙ্গ তত্ত্ব এবং শব্দীয় ফিল্টার অধ্যয়নের জন্য প্রয়োজনীয় অন্যান্য বিষয় সম্পর্কে আরও জানতে নিচের সূত্রগুলোর দিকে দৃষ্টি দিন।

মৌলিক তরঙ্গ তত্ত্ব

যদিও এটি মৌলিকভাবে বোঝা কঠিন নয়, তরঙ্গ গতি বিশ্লেষণের জন্য বিভিন্ন বিকল্প কৌশল ব্যবহৃত হয়, এটি একজন শিক্ষানবিশের কাছে প্রথমে কিছুটা বিভ্রান্তিকর মনে হতে পারে। তাই গণিতকে যতটা সম্ভব সহজ রাখার জন্য কেবলমাত্র এক-মাত্রিক (1-D) তরঙ্গ গতিই বিশ্লেষণ করা হবে। এই বিশ্লেষণ বাস্তবে ব্যবহৃত অধিকাংশ পাইপ ও ঘেরের ক্ষেত্রে খুব বেশি ভুল না করে প্রযোজ্য।

পাইপে সমতল তরঙ্গীয় চাপ বণ্টন

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সমীকরণটি হলো এক-মাত্রিক তরঙ্গ সমীকরণ (তথ্যের জন্য দেখুন [1], [2], 1-D Wave Equation, Vibrations of Strings)।

সুতরাং, যদি ধরা হয় যে পাইপে সমতল তরঙ্গ প্রচারিত হচ্ছে, তবে পাইপে চাপ বণ্টন এইভাবে প্রকাশ করা যায়:

$\mathbf {p} =\mathbf {Pi} e^{j[\omega t-kx]}+\mathbf {Pr} e^{j[\omega t+kx]}$

যেখানে Pi এবং Pr যথাক্রমে আপতিত ও প্রতিফলিত তরঙ্গের প্রশস্ততা। এখানে গাঢ় প্রতীক ব্যবহার করা হয়েছে কারণ এগুলো জটিল সংখ্যা হতে পারে। প্রথম পদটি +x দিকগামী তরঙ্গ বোঝায় এবং দ্বিতীয় পদটি -x দিকগামী তরঙ্গ বোঝায়।

যেহেতু শব্দীয় ফিল্টার বা মাফলার সাধারণত বিকিরিত শব্দ শক্তিকে যতটা সম্ভব কমিয়ে দেয়, তাই এটি যৌক্তিক যে যদি আমরা প্রতিফলিত এবং আপতিত তরঙ্গের প্রশস্ততার অনুপাতকে সর্বাধিক করতে পারি, তবে নির্দিষ্ট কিছু ফ্রিকোয়েন্সিতে বিকিরিত শব্দ কার্যকরভাবে হ্রাস পাবে। এই অনুপাতটিকে প্রতিফলন গুণাঙ্ক বলা হয় এবং এটি এইভাবে সংজ্ঞায়িত:

$\mathbf {R} =\left({\frac {\mathbf {Pr} }{\mathbf {Pi} }}\right)$

উল্লেখ করা গুরুত্বপূর্ণ যে তরঙ্গ প্রতিফলন তখনই ঘটে যখন পাইপের ইম্পিড্যান্সে পরিবর্তন ঘটে। পাইপের শেষের ইম্পিড্যান্সকে পাইপের বৈশিষ্ট্যগত ইম্পিড্যান্সের সাথে মেলানো গেলে তরঙ্গ প্রতিফলন হবে না। বিস্তারিত জানার জন্য দেখুন [1] বা [2]।

যদিও প্রতিফলন গুণাঙ্কের বর্তমান রূপ খুব বেশি সহায়ক নয় কারণ আমরা শব্দ শক্তি বর্ণনা করতে চাই, তবে এটি থেকে একটি আরও উপযোগী রূপ導 করা যায়, যেখানে শক্তি তীব্রতা গুণাঙ্প্তি ফলন গুণাঙ্কের মানের বর্গের সমান [1]:

$R_{\pi }=\left|\mathbf {R} \right|^{2}$

যা প্রত্যাশিত, শক্তি প্রতিফলন গুণাঙ্ক অবশ্যই একের সমান বা তার কম হতে হবে। অতএব, এটি উপকারী যে ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক এইভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

$T_{\pi }=\left(1-R_{\pi }\right)$

যা নির্দেশ করে কতটুকু শক্তি সঞ্চারিত হয়েছে। এই সম্পর্ক শক্তির সংরক্ষণ সূত্র থেকে সরাসরি প্রাপ্ত। যখন মাফলারের কর্মদক্ষতা আলোচনা করা হয়, তখন সাধারণত শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক নির্দেশ করা হয়।

মৌলিক ফিল্টার নকশা

সরল ফিল্টারের ক্ষেত্রে, দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অনুমান ব্যবহার করে সিস্টেম বিশ্লেষণ সহজ করা যায়। যখন এই অনুমান বৈধ (যেমনঃ নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে), তখন সিস্টেমের উপাদানগুলোকে একত্রিত ধ্বনিক উপাদান হিসেবে বিবেচনা করা যায়। এই পরিস্থিতিতে বিভিন্ন গুণাবলীর মধ্যে সম্পর্ক সহজেই নির্ণয় করা যায়, বিস্তারিত জানার জন্য দেখুন Lumped Elements।

নিচের সকল বিশ্লেষণ দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ভিত্তিতে করা হয়েছে। অধিকাংশ বাস্তব প্রয়োগের পরিস্থিতি পরে আলোচনা করা হয়েছে।

লো-পাস ফিল্টার

|thumb|লো-পাস ফিল্টারের জন্য $T_{\pi }$]] |thumb]]

এই ডিভাইসগুলো উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে বিকিরিত শব্দ শক্তি হ্রাস করে। অর্থাৎ, নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে ব্যান্ড পাস জুড়ে শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক প্রায় ১ (ছবিটি দেখুন)।

এটি একটি পাইপে সম্প্রসারণ এর সমতুল্য, যেখানে সম্প্রসারিত স্থানে থাকা গ্যাসের একটি ধ্বনিক কমপ্লায়েন্স থাকে (ছবিটি দেখুন)। সংযোগস্থলে ধ্বনিক ইম্পিড্যান্সের ধারাবাহিকতা থেকে পাওয়া যায় শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক [1]:

$T_{\pi }=\left({\frac {1}{1+\left({\frac {S_{1}-S}{2S}}\right)kL}}\right)$

যেখানে $k$ হলো তরঙ্গসংখ্যা, $L$ এবং $S_{1}$ সম্প্রসারণের দৈর্ঘ্য ও ক্ষেত্রফল এবং $S$ হলো পাইপের ক্ষেত্রফল।

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি:

$f_{c}=\left({\frac {Sc}{\pi L(S_{1}-S)}}\right)$

হাই-পাস ফিল্টার

|thumb|হাই-পাস ফিল্টারের জন্য $T_{\pi }$]] |thumb]]

এই ডিভাইসগুলো নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে বিকিরিত শব্দ শক্তি হ্রাস করে। পূর্বের মত, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে ব্যান্ড পাস জুড়ে শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক প্রায় ১ (ছবিটি দেখুন)।

এটি একটি ছোট পার্শ্ব শাখার সমতুল্য, যার ব্যাসার্ধ ও দৈর্ঘ্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তুলনায় অনেক ছোট অনুমান। এই পার্শ্ব শাখা ধ্বনিক ভরের মতো কাজ করে এবং সিস্টেমে একটি আলাদা ধ্বনিক ইম্পিড্যান্স আরোপ করে। সংযোগস্থলে ইম্পিড্যান্সের ধারাবাহিকতা ধরে আবার পাওয়া যায় শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক [1]:

$T_{\pi }=\left({\frac {1}{1+\left({\frac {\pi a^{2}}{2SLk}}\right)^{2}}}\right)$

যেখানে $a$ এবং $L$ যথাক্রমে ছোট টিউবের ব্যাসার্ধ ও কার্যকর দৈর্ঘ্য এবং $S$ পাইপের ক্ষেত্রফল।

কাট-অফ ফ্রিকোয়েন্সি:

$f_{c}=\left({\frac {ca^{2}}{2SL}}\right)$

ব্যান্ড-স্টপ ফিল্টার

|thumb|ব্যান্ড-স্টপ ফিল্টারের জন্য $T_{\pi }$]] |thumb]]

এই ডিভাইসগুলো একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে বিকিরিত শব্দ শক্তি হ্রাস করে (ছবিটি দেখুন)। আগের মতই, ব্যান্ড পাস অঞ্চলে ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক প্রায় ১।

যেহেতু ব্যান্ড-স্টপ ফিল্টার মূলত একটি লো ও হাই-পাস ফিল্টারের সংমিশ্রণ, তাই এটি এই দুই কৌশল একত্রে ব্যবহার করে তৈরি করা যায়। এটি একটি হেল্মহোল্টজ রেজোনেটরের (Helmholtz resonator) মাধ্যমে বাস্তবায়নযোগ্য (ছবিটি বা Helmholtz Resonator দেখুন)। পুনরায়, ইম্পিড্যান্স ধারাবাহিকতা থেকে শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক পাওয়া যায় [1]:

$T_{\pi }=\left({\frac {1}{1+\left({\frac {c/2S}{\omega L/S_{b}-c^{2}/\omega V}}\right)^{2}}}\right)$

যেখানে $S_{b}$ হলো নেকের ক্ষেত্রফল, $L$ হলো নেকের কার্যকর দৈর্ঘ্য, $V$ হলো হেল্মহোল্টজ রেজোনেটরের আয়তন এবং $S$ হলো পাইপের ক্ষেত্রফল। লক্ষ্যণীয়, যখন ফ্রিকোয়েন্সি রেজোন্যান্স ফ্রিকোয়েন্সির সমান হয়, তখন শক্তি ট্রান্সমিশন গুণাঙ্ক শূন্য হয়ে যায়, কারণ সেই মুহূর্তে আপতিত তরঙ্গ সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হয় [1]।

এই শূন্য শক্তি ট্রান্সমিশনের অবস্থান:

$f_{c}=\left({\frac {c}{2\pi }}\right){\sqrt {\left({\frac {S_{b}}{LV}}\right)}}$

এই ফ্রিকোয়েন্সি মানটি গুরুত্বপূর্ণ। যদি কোনো সিস্টেমে শব্দ মূলত একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে থাকে, তাহলে উপরের সমীকরণ ব্যবহার করে সিস্টেমকে সেই ফ্রিকোয়েন্সিতে "টিউন" করে ট্রান্সমিটেড শক্তিকে নিখুঁতভাবে ক্ষয় করা যায় (নিচের উদাহরণ দেখুন)।

মাফলার হিসেবে হেল্মহোল্টজ রেজোনেটর, f = 60 Hz

মাফলার হিসেবে হেল্মহোল্টজ রেজোনেটর, f = fc

নকশা

যদি দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অনুমান বৈধ হয়, তাহলে সাধারণত উপরোক্ত বিভিন্ন পদ্ধতির সমন্বয়ে ফিল্টার ডিজাইন করা হয়। হেল্মহোল্টজ রেজোনেটরের জন্য একটি নির্দিষ্ট নকশা পদ্ধতি বর্ণনা করা হয়েছে, এবং অন্যান্য মৌলিক ফিল্টারও অনুরূপভাবে ডিজাইন করা যায় (দেখুন 1)।

হেল্মহোল্টজ রেজোনেটর ডিজাইনের সময় দুটি প্রধান পরিমাপক চিহ্নিত করতে হয় [3]:

(১) - কাঙ্ক্ষিত রেজোন্যান্স ফ্রিকোয়েন্সি: $f_{c}={\frac {c}{2\pi }}{\frac {\sqrt {C_{o}}}{V}}$ যেখানে $C_{o}={\frac {S}{L}}$।

(২) - ট্রান্সমিশন লস: ${\frac {\sqrt {C_{o}V}}{2S}}=const$ যা TL স্তরের উপর ভিত্তি করে। এই ধ্রুবকটি TL গ্রাফ থেকে নির্ধারণ করা হয় (দেখুন HR পৃ. ৬)।

এইভাবে দুটি অজানা সহ দুটি সমীকরণ পাওয়া যায় যা হেল্মহোল্টজ রেজোনেটরের অজানা মাত্রা নির্ধারণে সমাধানযোগ্য। উল্লেখযোগ্য, প্রবাহ গতি রেজোন্যান্সে ট্রান্সমিশন লসকে কমিয়ে দেয় এবং রেজোন্যান্স ফ্রিকোয়েন্সি সামান্য উপরে সরিয়ে দেয় [3]।

অনেক ক্ষেত্রে দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুমান আর প্রযোজ্য হয় না এবং তখন বিকল্প পদ্ধতির প্রয়োজন হয়। এসব পদ্ধতি গণনায় আরও কঠিন এবং সম্পূর্ণ ধ্বনিবিদ্যার জ্ঞান আবশ্যক। যদিও এখানে সেই গণিত দেখানো হয়নি, পরবর্তী অনুচ্ছেদে সাধারণভাবে ব্যবহৃত ফিল্টারগুলোর উদাহরণ দেওয়া হয়েছে।

বাস্তব ফিল্টার নকশা

আগেই ব্যাখ্যা করা হয়েছে, বাস্তবে দুটি প্রধান ধরনের ফিল্টার ব্যবহৃত হয়: শোষণমূলক এবং প্রতিক্রিয়াশীল। প্রতিটির সুবিধা ও অসুবিধা সংক্ষেপে ব্যাখ্যা করা হয়েছে, সেইসাথে তাদের আপেক্ষিক প্রয়োগ ক্ষেত্র (দেখুন শোষণমূলক মাফলার।

শোষণমূলক

এগুলো এমন মাফলার যা শব্দ শোষণকারী উপাদান ব্যবহার করে অ্যাকোস্টিক শক্তিকে তাপে রূপান্তর করে। প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার যা ধ্বংসাত্মক হস্তক্ষেপ ব্যবহার করে বিকিরিত শব্দ শক্তি কমায়, তার বিপরীতে, শোষণমূলক মাফলার সাধারণত সোজা পাইপের মতো হয় যেগুলোর অভ্যন্তরে বহু স্তরের শোষণকারী উপাদান থাকে বিকিরিত শব্দ শক্তি কমানোর জন্য। শোষণমূলক মাফলারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হলো attenuation constant। বেশি attenuation constant মানে বেশি শক্তি অপচয় এবং কম বিকিরিত শব্দ শক্তি।

প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার জটিল পথ বা লাম্পড উপাদান ব্যবহার করে অ্যাকোস্টিক শক্তি কমিয়ে দেয়। এটি সংযোগস্থলে ইমপিডেন্স পরিবর্তনের মাধ্যমে প্রতিফলিত তরঙ্গ সৃষ্টি করে, এটি কার্যত প্রেরিত শব্দ শক্তি কমিয়ে দেয়। যেহেতু প্রেরিত শক্তি কম হয়, তাই উৎসে প্রতিফলিত শক্তি বেশি হয়। এটি ইঞ্জিন বা অন্যান্য উৎসের কর্মক্ষমতা কমিয়ে দিতে পারে। শোষণমূলক মাফলার যেখানে শক্তি অপচয় করে, প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার সেই শক্তিকে সিস্টেমের মধ্যে আটকে রাখে। বিস্তারিত জানতে দেখুন প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার।

(২) - ব্রডব্যান্ড (সম্পূর্ণ স্পেকট্রামে একই রকম) এবং ন্যারোব্যান্ড (দেখুন 1) শব্দের ক্ষেত্রে উপযোগী। (৩) - প্রতিক্রিয়াশীল মাফলারের তুলনায় কম ব্যাক প্রেসার সৃষ্টি করে। |- | শোষণমূলক মাফলারের অসুবিধাসমূহ [3]: |- | (১) - নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে কর্মক্ষমতা খারাপ। (২) - উপাদান নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে (উচ্চ তাপমাত্রা ইত্যাদি) ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে।

উদাহরণ

|thumb|শোষণমূলক মাফলার]]

শোষণমূলক মাফলারের অনেক ব্যবহার আছে। এর সবচেয়ে পরিচিত ব্যবহার হলো রেসিং গাড়িতে, যেখানে ইঞ্জিনের কর্মক্ষমতা অগ্রাধিকার পায়। শোষণমূলক মাফলার বিকিরিত শব্দ কমানোর জন্য অতিরিক্ত ব্যাক প্রেসার সৃষ্টি করে না (যেমন প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার করে), ফলে এতে উচ্চ কর্মক্ষমতা বজায় থাকে। তবে মনে রাখা উচিত, এর ফলে বিকিরিত শব্দ বেশি হয়ে যায়। অন্যান্য ব্যবহার হলো প্লেনাম চেম্বার (বৃহৎ কক্ষ যা শোষণকারী উপাদান দিয়ে আবৃত থাকে, নিচের চিত্র দেখুন), লাইনড ডাক্ট এবং বায়ু চলাচল ব্যবস্থা।

প্রতিক্রিয়াশীল

প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার জটিল পথ বা লাম্পড উপাদান ব্যবহার করে অ্যাকোস্টিক শক্তি কমিয়ে দেয়। এটি সংযোগস্থলে ইমপিডেন্স পরিবর্তনের মাধ্যমে প্রতিফলিত তরঙ্গ সৃষ্টি করে, যা কার্যত প্রেরিত শব্দ শক্তি কমিয়ে দেয়। যেহেতু প্রেরিত শক্তি কম হয়, তাই উৎসে প্রতিফলিত শক্তি বেশি হয়। এটি ইঞ্জিন বা অন্যান্য উৎসের কর্মক্ষমতা কমিয়ে দিতে পারে। শোষণমূলক মাফলার যেখানে শক্তি অপচয় করে, প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার সেই শক্তিকে সিস্টেমের মধ্যে আটকে রাখে। বিস্তারিত জানতে দেখুন প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার।

(২) - স্থির টোনের ক্ষেত্রে উচ্চ ইনসারশন লস (IL) প্রদান করে। (৩) - কঠোর পরিবেশে কার্যকর। |- | প্রতিক্রিয়াশীল মাফলারের অসুবিধাসমূহ [3]: |- | (১) - উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে কর্মক্ষমতা খারাপ। (২) - ব্রডব্যান্ড শব্দের জন্য অনুপযুক্ত।

উদাহরণ

|thumb|প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার]]

প্রতিক্রিয়াশীল মাফলার কম্বাশন ইঞ্জিনে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় 1। এগুলো নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে খুবই কার্যকর (বিশেষত লাম্পড উপাদান বিশ্লেষণ সহজে প্রয়োগ করা যায়)। অন্যান্য প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলো হলো: কঠিন পরিবেশ (উচ্চ তাপমাত্রা/গতির ইঞ্জিন, টারবাইন ইত্যাদি), নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস (হেলমহোল্টজের মতো যন্ত্র দিয়ে নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি সম্পূর্ণভাবে রোধ করা যায়), এবং যেখানে কম বিকিরিত শব্দ প্রয়োজন (গাড়ির মাফলার, এয়ার কন্ডিশনার ইত্যাদি)।

কর্মক্ষমতা

মাফলারের কর্মক্ষমতা বর্ণনা করার জন্য ৩টি প্রধান মানদণ্ড ব্যবহৃত হয়: নয়েজ রিডাকশন, ইনসারশন লস এবং ট্রান্সমিশন লস। সাধারণত মাফলার ডিজাইনের সময় এর যে কোনও ১ বা ২টি মানদণ্ড নির্দিষ্টভাবে প্রদান করা হয়।

নয়েজ রিডাকশন

উৎস ও রিসিভারের পাশে শব্দচাপের পার্থক্যকে নয়েজ রিডাকশন বলা হয়। এটি মূলত উৎস থেকে মাফলার সিস্টেমের শেষপ্রান্ত পর্যন্ত শব্দ শক্তি হ্রাসের পরিমাণ নির্দেশ করে (সর্বাধিক সাধারণভাবে শেষপ্রান্তে পরিমাপ করা হয়) [3]।

$NR=\left(L_{p1}-L_{p2}\right)$

যেখানে $L_{p1}$ ও $L_{p2}$ উৎস ও রিসিভারে শব্দচাপ। যদিও NR পরিমাপ সহজ, উৎস পাশে standing waves থাকার কারণে চাপ পরিবর্তনশীল হয় [3]।

ইনসারশন লস

শব্দ হ্রাসকারী ব্যারিয়ার থাকা এবং না থাকার সময় রিসিভারে শব্দচাপের পার্থক্যকে ইনসারশন লস বলা হয়। গাড়ির মাফলারে এর উদাহরণ হলো সোজা পাইপের ক্ষেত্রে বিকিরিত শব্দ এবং সেই পাইপে একটি এক্সপানশন চেম্বার যুক্ত করার পরের বিকিরিত শব্দের পার্থক্য। যেহেতু এক্সপানশন চেম্বার কিছু শব্দ হ্রাস করে, তাই রিসিভারে শব্দচাপ কমে যায়। তাই বেশি ইনসারশন লস মানে বেশি শব্দ হ্রাস [3]।

$IL=\left(L_{p,without}-L_{p,with}\right)$

যেখানে $L_{p,without}$ এবং $L_{p,with}$ রিসিভারে শব্দচাপ ব্যারিয়ার ছাড়া ও সহ। এর সমস্যা হলো, উৎস পরিবর্তন না করেই ব্যারিয়ার সরাতে হয় [3]।

ট্রান্সমিশন লস

মাফলার সিস্টেমে পতিত তরঙ্গ ও প্রেরিত তরঙ্গের শব্দ শক্তির পার্থক্যকে ট্রান্সমিশন লস বলা হয়। বিস্তারিত দেখুন ট্রান্সমিশন লস [3]।

$TL=10log\left({\frac {1}{\tau }}\right)$, যেখানে $\tau =\left({\frac {I_{t}}{I_{i}}}\right)$

এখানে $I_{t}$ এবং $I_{i}$ যথাক্রমে প্রেরিত ও পতিত তরঙ্গের শক্তি। এটি থেকে বোঝা যায়, TL পরিমাপের সমস্যাটি হলো পতিত ও প্রেরিত তরঙ্গ পৃথকীকরণ করা যা জটিল সিস্টেমে বিশ্লেষণমূলকভাবে কঠিন।

উদাহরণ

(১) - একটি প্লেনাম চেম্বারের জন্য (নিচের চিত্র দেখুন):

$TL=-10log\left(S\left({\frac {cos\theta }{2\pi d^{2}}}+{\frac {1-\alpha }{\alpha S_{w}}}\right)\right)$ (dB-এ)

যেখানে $\alpha$ হলো গড় শোষণ সহগ।

{

}

(২) - একটি এক্সপানশনের জন্য (নিচের চিত্র দেখুন):

$NR=10log\left[{\frac {1}{2}}\left|e^{-ikx_{s}}+\left({\frac {1-S}{1+S}}\right)e^{ikx_{s}}\right|^{2}\left(1+S\right)^{2}\right]$

$IL=10log\left[{\frac {\left(1+S\right)^{2}}{4}}\right]$

$TL=10log\left[{\frac {\left(1+S\right)^{2}}{4S}}\right]$

যেখানে $S=\left({\frac {A_{2}}{A_{1}}}\right)$

{

}

(৩) - একটি হেলমহোল্টজ রেজোনেটরের জন্য (নিচের চিত্র দেখুন):

$TL=10log\left[1+\left({\frac {\left({\frac {c}{2S_{b}}}\right)}{\omega L/S-\left({\frac {c^{2}}{\omega V}}\right)}}\right)^{2}\right]$ (dB-এ)

{

}

লিঙ্কসমূহ

[1] - মাফলার/সাইলেন্সারের প্রয়োগ ও কার্যক্ষমতার মানদণ্ডের বর্ণনা এক্সহস্ট সাইলেন্সারস

[2] - ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাকোস্টিক্স, পারডু বিশ্ববিদ্যালয় - ME 513

[3] - শব্দ পরিবহন অ্যানিমেশনসমূহ

[4] - এক্সহস্ট মাফলার নকশা

[5] - প্রকল্পের প্রস্তাবনা ও রূপরেখা

নিচে উপরের অংশটির বাংলা অনুবাদ দেওয়া হলো, উইকিমার্কআপ ঠিক রেখে:

সূত্রসমূহ

[1] - ফান্ডামেন্টালস অফ অ্যাকোস্টিক্স; কিনসলার এবং অন্যান্য, জন ওয়াইলি অ্যান্ড সন্স, ২০০০

[2] - অ্যাকোস্টিক্স; পিয়ার্স, অ্যাকোস্টিক্যাল সোসাইটি অফ আমেরিকা, ১৯৮৯

[3] - ME 413 নয়েজ কন্ট্রোল, ড. মোনজো, পারডু বিশ্ববিদ্যালয়

প্রধান পাতায় ফিরে যান