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Helmholtzresonator abstimmen

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    Helmholtzresonator abstimmen

    finde im Web nichst über die Abstimmung von Helmholtzresonatoren. Berechnungstools gibts jede Menge, aber ich würde gern eine dreieckige Form des Gehäuses aufbauen und eine große Reflexöffnung aus optischen Gründen lieber auf mehrere kleine aufteilen.

    Wie kann ich denn überprüfen, ob mein Helmi auf ein Hertz genau richtig abgestimmt ist?

    Wie bekomme ich den Wirkungsgrad des Helmi heraus?

    #2
    Infos über den Wirkungsgrad suche ich auch schon lange, nix zu finden......

    Nun habe ich mir dazu folgendes überlegt.

    Der Wirkungsgrad sollte sich aus der Differenz zwischen geschlossener Box und Bassreflex ergeben.

    Die Frequenz kann man hier gut berechnen: http://www.lautsprechershop.de/tools..._helmholtz.htm

    was meinst Du zu diesem Ansatz ?

    Gruß

    Frank

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      #3
      ja, berechnen kann man die Frequenz so, die Frage ist nur: wie überprüfe ich den fertig erstellten Helmi? Insbesondere, wenn ich das Resonanzrohr auf mehrere aufteile, möglicherweise mit anderer Form ... und wenn ich das Helmi-Gehäuse mit dreieckiger Grundfläche baue.

      ich kann immer nur berechnen und hoffen, was mir nicht wirklich gefällt. Ich würde gern Hertz-genau abstimmen, wie ich es beispielsweise auch bei einer Bassreflexbox mittels Widerstandsmessung kann.

      Differenz zwischen geschlossener und Reflexbox? Das ist mir überhaupt nicht klar :Y

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        #4
        Die Form ist egal, ob rund oder 23-eckig, spielt keine Rolle.

        Entscheidend sind das Volumen und die Rohre.

        Wenn Du mehrere Rohre nimmst, teilst Du das "Zylinder"-Volumen eines Rohres halt auf mehrere Rohre auf.

        Nimm eine x-beliebige Box, bereche diese als geschlossene Box.

        Wirkungsgrad z.B. 90 dB bei 30 Hz.

        Selbige Box nimmst Du und berechnest diese als Reflexbox.

        Der Wirkungsgrad wird dann z.B. 93 dB bei 30 Hz sein.

        Die Differenz ist der Wirkungsgrad des Helmhöltzers.

        Gruß

        Frank

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          #5
          mmhh ... klingt einleuchtend ... wobei ich drei dB nicht gerade berauschend fände ... hätte eher an fünf/sechs dB gedacht.

          dieser Link [von einem anderen Board] ist auch sehr informativ, auf der Site gibts auch noch anderen Themen rund um Akustik, sehr lesenswert.

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            #6
            salut bukowski,

            die seite kenn ich auch, sollte man sich auf jeden fall mal anschaun.

            ich kopier den link mal in den sammelthread...



            grüsse inthro

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              #7
              Original von bukowsky
              mmhh ... klingt einleuchtend ... wobei ich drei dB nicht gerade berauschend fände ... hätte eher an fünf/sechs dB gedacht.

              ohhhhhhhhhh Manno,

              3 dB, das war ein FIKTIVES Beispiel...... :A ;)

              Dann kommen noch die Erhöhungen an der Wand (glaube 3dB) und in der Ecke (glaube 6 dB) dazu

              Kommentar


                #8
                der nette Mensch, der u. a. meine Boxen entwickelt hat, forscht an einer Konstruktion eines Helmholtzresonators herum, den man halbwegs flexibel im Rahmen von +-10 Hertz auf ein halbes Hertz genau auf einen Raum abstimmen kann, und zwar völlig unabhängig vom Messort. In der einschlägigen Literatur findet man ja über solchen Sachen leider keine Informationen.

                Die Wirksamkeit bei einem Volumen von etwa 100 Liter lag bei der Zielfrequenz etwa bei 5/6 dB, sofern die Zielfrequenz exakt getroffen wurde. Auf welche Frequenz der Helmi gebaut/abgestimmt ist, ermittelt man dabei mit einem Pegelmessgerät, welches in den Reflexkanal eingeführt wird. Sozusagen eine Penetration mit einem NF-Generator liefert auf der Abstimmfrequenz im Reflexkanal den größten Ausschlag.

                Den Reflexkanal kann man zweckmäßigerweise einfach als Öffnung im Gehäuse ausführen, welche mit einer verschiebbaren, innenliegenden Platte variiert werden kann. Ist die Abstimmfrequenz genau getroffen, wird die innenliegende Platte fixiert -> ortsunabhängige Abstimmung.

                Jetzt muss ich nur noch bauen ...


                PS: was noch spannend war, das Berechnungstool von Strassacker haute auf 10 Hertz nicht hin.

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                  #9
                  Original von bukowsky

                  PS: was noch spannend war, das Berechnungstool von Strassacker haute auf 10 Hertz nicht hin.

                  Hi Bukowsky,

                  wie meinst Du das ??


                  ich rechne damit gearde auch, da ich überlege, den toten Raum hinter dem Trempel (siehe Skizze ) als Helmholtz zu nutzen.

                  Ich komme da auf 9000 cubic-cm, die Wand ist 15 cm dick (=Länge des Rohres), jedoch bräuchte ich einen Rohrdurchmesser von 150 cm für ca. 20 Hz. :J

                  OK, den Durchmesser könnte man in "viele" Rohre unterteilen.

                  Problem ist jedoch die gewünschte Breitbandigkeit von 20 - 50 Hz.

                  Eine andere Möglichkeit, über die ich nachdenke, wäre der Einbau von 2 Chassis in die Wand, um dann den Hohlraum als Bassreflexbox zu benutzen > DBA Lösung.

                  Dies hätte den Vorteil, dass eine Breitbandigkeit gegeben wäre.

                  Gruß

                  Frank

                  Skizze:

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                    #10
                    ganz einfach, die Frequenz des mit dem Tool berechneten und penibel nachgebauten Helmholtzresonators lag um 10 Hertz unter der Berechnung. Mehr als eine grobe Annäherung scheint das Tool nicht zu bringen.

                    einen Helmholtzresonator kann ich mir für eine breitbandige Wirkung nun gar nicht vorstellen. Der ist ja gerade dazu konstruiert, auf einer Abstimmfrequenz eine hohe Dämpfung zu bekommen. Bei Abweichung von eben genau dieser Zielfrequenz sinkt der Wirkungsgrad dramatisch. Da würde ich eher Plattenschwinger nehmen, die lassen sich deutlich breitbandiger bauen.

                    warum brauchst Du überhaupt einen so breitbandig wirkenden Dämpfer? Normalerweise entstehen Raummoden doch auf ganz genau definierbaren Frequenzen, beispielsweise bei mir 41,6 Hertz mit einer Überhöhung von etwa 15/16 dB. Wenn ich jetzt genau diese 41,6 Hertz "treffe" mit einem Helmi, der vielleicht 5/6 dB "leistet", kann ich die Überhöhung vollständig eliminieren.


                    achso: von Reflexrohren haben wir vollständig Abstand genommen, das ist überhaupt nicht nötig, einfache Öffnungen im Gehäuse reichen völlig aus und sind besser zu konstruieren bzw. zu verändern. Insbesondere bei der Größe des Rohres stößt man auf das Problem, diese gar nicht bekommen zu können. Unter 200/250 mm fanden wir problematisch, in dem Bereich kann man aber höchstens Hydrokultureinsätze aus dem Baumarkt bekommen ... die nicht so einfach verlängert oder verkürzt werden können. Mehrere Rohre ergeben einen deutlich höheren Abstimmaufwand und dürften bei zu kleinem Durchlass für eine Effektivitätsverringerung führen.

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                      #11
                      Original von bukowsky


                      warum brauchst Du überhaupt einen so breitbandig wirkenden Dämpfer?

                      lt. der Messung, habe ich 2 Überhöhungen und eine Auslöschung unter 100 Hz.




                      Da mein Raum L-förmig ist, können die Raummoden nicht berechnet werden (meines Wissens jedenfalls nicht )


                      Gruß

                      Frank

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                        #12
                        die Moden schwingen natürlich ober- und unterhalb "ihrer" Frequenz, vielleicht auch so +- 10 Hertz, von daher würde ich Dir empfehlen, die genauen Moden mit einem NF-Generator herauszufinden und dann gezielt mit zwei Resonatoren zu eliminieren. Möglicherweise "verschwindet" dann auch die Auslöschung.

                        Erstaunlicherweise – zumindest für mich – dröhnt meine 41,6-Hertz-Mode ja auch bei 37 Hertz oder bei 45 Hertz und man hat den Eindruck eines breitbandigen Dröhnens ... allerdings ist alles Dröhnen komplett verschwunden, wenn ich auf der definierten Frequenz eliminiere. Das kannst Du auch mit einem ganz schmalbandig wirkenden EQ [z. B. mit Wavelab] ausprobieren, ermittele die genaue Raummode und senke in einem unangenehm klingenden Musikstück die ermittelte Frequenz hertzgenau um x dB [je nachdem, wie groß die Überhöhung bei Dir ausfällt] ab.

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                          #13
                          hallo,


                          in der aktuellen ausgabe von "recording magazin" ist ein sehr interessanter bericht über den bau von helmis drinne. er beschränkt sich auf das wesentliche, jedoch ohne fragen offen zu lassen (jedenfalls hab ich jetzt keine mehr :D)

                          wie verhält es sich mit den urheberrechten? kann ich, mit verweis der quelle, hier zitieren und die formeln einstellen, oder gibts da probleme?

                          wenn nicht müsst ihr halt die 5 € investieren. sind gut aufgehoben :N



                          grüsse andy

                          Kommentar


                            #14
                            man bekommt den Artikel auch zum Download für 2 € ;)

                            Kommentar


                              #15
                              so,

                              nach intensivem studium :C will ich versuchen, mein neu errungenes wissen, auszudrücken :E


                              ich gehe mal davon aus, dass sich jemand, der mit dem bau eines helmholtzresonators liebäugelt, schon ein gewissen "grundwissen" mitbringt. ursachenforschung, in form des auffindens der entsprechenden problemfrequenzen, ist abgeschlossen.

                              bei dem folgenden versuch, der erklärung, gehe ich immer von runden öffnungen aus. multiplikationszeichen ist hier das sternchen ->*<-


                              die funktionsweise eines helmholtzresonators basiert auf dem feder-masse-system.

                              hier gibt es eine formel, für die bestimmung der resonanzfrequenz.


                              dabei wären
                              f= resonanzfrequenz in Hertz
                              m= masse in kilogramm
                              C= nachgiebigkeit der feder


                              die masse ist dabei die schwingende masse in dem rohr, öffnung (oder ähnlichem). wie man eine masse errechnet, sollte klar sein (menge * dichte).
                              da hier die masse luft ist (dichte= 1,2 kg/m³), ergibt sich der rechenschritt m=V*1,2 kg/m³

                              bei mehreren öffnungen --> * anzahl der öffnungen



                              kommen wir zu der nachgiebigkeit der feder. in diesem fall ist ja die feder eine luftgefüllte kiste mit tunneln (runden öffnungen).

                              auch hier gibts wieder eine formel


                              C= nachgiebigkeit
                              V= volumen der luftgefüllten kiste
                              S= gesamtoberfläche der tunnelöffnungen in m². bei einem runden tunnel Pi*r²
                              c= schallgeschwindigkeit 340 m/s
                              rho= dichte der luft 1,2 kg/m³


                              die zusammenfassung beider formeln ergibt dann folgene verwirrung



                              leider war es das jetzt aber noch nicht. es gibt da noch eine kleinigkeit, die mir bis dato auch noch unbekannt war. die mündungskorrektur. :C
                              die mündungskorrektur gibt an, wie viel luft vor und hinter der tunnelöffnung durch verwirbelungen mitgerissen wird. das war jetzt ein zitat :D
                              die mündungskorrektur erhält in der folgenden formel den kleinen buschstaben k.
                              es gibt jetzt eine vielzahl von varianten und möglichkeiten (verschieden geometrische öffnungen). wir gehen jetzt wieder von einer runden öffnung aus.

                              es gibt drei verschiedene "tunnelenden".
                              1. einmal der beidseitig geflanschte (der tunnel schliesst beidseitig, bündig mit dem resonatorgehäuse ab, das wäre einfach ein loch ins gehäuse gebohrt)

                              2. der einseitig geflanschte (das wäre der fall, wenn man ein rohr ins gehäuse einlässt, was aussen bündig mit dem gehäuse ist, nach innen ins gehäuse reinragt)

                              3. der der "ungeflanschte" (ein rohr wird ins gehäuse eingelassen, welches zu beiden seiten der gehäusekante übersteht)

                              bei einem geflanschten tunnelende lautet die mündungskorrektur k=0,614*r (r=radius der tunnelöffnung)
                              bei einem ungeflanschten k=0,85*r

                              ACHTUNG! ein tunnel hat immer ZWEI enden!!!

                              der einfachheit halber gehen wir mal von einem einfachen loch im gehäuse aus. das hiesse beidseitig geflanscht. ---> 2 mal k=0,614*r ---> k=1,228*r

                              so, nun haben wir alle parameter beisammen (wurde auch zeit :D) und eine abschliessende formel



                              zum schluss vielleicht noch ein paar anmerkungen.

                              bei zunehmender gehäusegrösse wird die resonanzfrequenz tiefer, die wirkung besser
                              bei vergrösserung der tunnelöffnung wird die resonanzfrequenz höher, der wirkungsgrad der resos auch.
                              zusätzliche tunnelöffnungen erhöhen resonanzfrequenz und wirkungsgrad
                              bei verlängerung der/des tunnel(s) wird die resonanzfrequenz tiefer.



                              viel spass beim bauen und maximale erfolge :S



                              grüsse andy

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