3 мин. чтения
7/9/2023 6:07:11 AM

Плазменное шумоподавление может заставить замолчать комнаты, автомобили и самолеты

Featured Image 1 Автор: Станислав Сергеев и Матиас Делахайе/EPFL

Теперь швейцарские ученые считают, что у них есть новый метод, который будет работать лучше. В Nature Communications описывают систему шумоподавления, которая перемещает воздух с помощью ионизации вместо обычного преобразователя. Этот метод, получивший название «плазмоакустические метаслои», использует управляемый коронный разряд для создания очень тонких слоев плазмы между металлической сеткой и тонкими проводами. Без напряжения звук проходит свободно.

Исследователи EPFL разработали сверхтонкую систему активного шумоподавления, эффективную на 100%, в которой вместо динамиков используется плазменный двигатель с ионизированным воздухом. Слой толщиной 17 мм может блокировать шум частотой 20 Гц.

Featured Image 2 Эти ионные динамики не имеют движущихся частей, что делает их исключительно чувствительными и эффективными в качестве тонких и легких шумоподавляющих метаматериалов

Активное шумоподавление (ANC) — это идея измерения этих волн давления с помощью микрофона, затем создания точно таких же волн давления в обратном направлении и воспроизведения их через динамик. Давление снимается с пиков положительного давления и добавляется к впадинам отрицательного давления, и новая волна более или менее стирает старую волну с лица земли.

ANC хорошо работает в наушниках и автомобилях, где акустическая среда достаточно контролируется, а точки прослушивания достаточно легко найти. Это также хорошо работает в масштабе комнаты — хотя, как вы можете видеть в видео ниже, если вы хотите нейтрализовать низкочастотные, длинноволновые басовые звуки, вам понадобится стена, полная динамиков, чтобы сделать это. .

Но что, если бы ваши динамики могли быть сверхтонкими листами вместо стопки тяжелых диффузоров? Команда EPFL Acoustic Group решила проверить возможности шумоподавления ионных динамиков на основе плазмы, которые являются тонкими, легкими, простыми и дешевыми в изготовлении.

Приложение напряжения к узлу производит ионы и перемещает воздух с очень малой инерцией, в отличие от типичного динамика. Контролируя обратное давление воздуха, система может подавлять входящий шум, улавливаемый микрофоном. В конечном итоге это похоже на активное шумоподавление с лучшим преобразователем, чем обычный динамик.

Эти динамики работают как ионные двигательные установки, используя электрическое поле для ионизации окружающего воздуха в плазму, создавая положительно и отрицательно заряженные частицы. Эти ионы затем магнитно ускоряются и отталкиваются от окружающего воздуха, создавая волны давления. Изменяя приложенное напряжение, вы можете мгновенно изменить количество проталкиваемого воздуха. Исследовательская группа обнаружила, что да, эти плазмоакустические динамики были исключительно отзывчивыми и эффективными при подавлении высоких частот.

Например, 20 Гц — это примерно низкочастотный предел человеческого слухового аппарата. Эта нота настолько низкая, что ее длина волны в воздухе составляет 17 м. Если вы хотите заглушить звуковую волну частотой 20 Гц, используя обычные шумоподавляющие пены или звукопоглощающие стены, вам понадобится что-то толщиной около 4 м. Система плазмоакустического метаслоя может полностью подавить эту волну толщиной всего в одну тысячную длины волны, или 17 мм.

Увидим ли мы лучшие наушники от этой работы? Слишком рано говорить. Но это интересный способ создания преобразователя, похожего на динамик, и он может даже иметь другие применения, помимо шумоподавления. Если вы строите что-либо с использованием этой техники, обязательно сообщите нам об этом.

Подробнее: Sergeev, S., Fleury, R. & Lissek, H. Ultrabroadband sound control with deep-subwavelength plasmacoustic metalayers. Nat Commun 14, 2874 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-38522-5 🔗 Nature Communications. 🔗

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Исследователи впервые успешно обучили модель машинного обучения в открытом космосе

7/30/2023 · 3 мин. чтения

Исследователи впервые успешно обучили модель машинного обучения в открытом космосе

Ученые разработали новую методику повышения качества 3D-печати

7/29/2023 · 3 мин. чтения

Ученые разработали новую методику повышения качества 3D-печати