Akustik ölçüm yaparken sesi algılaması için kullandığımız transdüserlere mikrofon adını veriyoruz. Endüstriyel akustik ölçümlerde sıklıkla kullanılan mikrofonlar kondenser tip mikrofonlardır.

Bir mikrofon üreticisinin sayfasına girdiğinizde karşınıza pek çok seçenek çıkar. Örneğin Brüel & Kjaer firmasının şu anda önermekte olduğu 50'ye yakın modeli söz konusu. Dolayısıyla seçim yaparken belli kriterleri göz önünde bulundurmanız gerekiyor. Doğru ürünü seçebilme konusunda size yardımcı olabilmesi için bu sayfayı hazırladık.

SES ALANINA GÖRE MİKROFON TİPLERİ

Sesin mikrofona geliş yönüne ya da mikrofonun içinde bulunduğu ses alanına uygun mikrofon kullanmalısınız. Mikrofonlar hangi ses alanında kullanılacağına göre üçe ayrılırlar:

• Serbest Alan (Free-field): Sesin mikrofona karşıdan (tek bir yönden) geldiği ses alanıdır. Bir üründen gelen sesi açık alanda, yankısız odalarda (anechoic rooms) ya da yansımanın az olduğu bir mekanda ölçecekseniz bu tip mikrofonları tercih edin.

• Dağınık Alan (Diffuse Field): Sesin mikrofona her yönden geldiği ses alanıdır. Çınlanım odaları (reverberation rooms) ya da araç içi ölçümlerde olduğu gibi yüzeyleri yansıtıcılarla kaplı ve birden fazla ses kaynağının olduğu mekanlar için bu tip mikrofonları tercih edebilirsiniz.

• Basınç Alanı (Pressure Field): Küçük kapalı hacimlerde (bağdaştırıcı/coupler) veya bir akış içerisinde oluşan ses alanıdır. İşitme cihazları veya kulaklıkların test edildiği bağdaştırıcılar (coupler) veya bir havalandırma kanalı içindeki ölçümler bu ses alanlarına örnektir. 

Yanlış mikrofon tipi seçiminin özellikle 1 kHz üzerinde hatalı sonuçlar vereceğini aklınızdan çıkarmayın.

MİKROFON ÇAPI, HASSASİYETİ VE ÖLÇÜM ARALIĞI:

Genellikle mikrofon diyaframının çapı (ya da yüzey alanı) büyüdükçe hassasiyeti (sensitivity: mV/Pa) artar. Dolayısıyla zayıf sesleri ölçebilmek için daha büyük çaplı mikrofonlar kullanılır. Mikrofon çapı küçüldüğünde ise bu sefer mikrofon daha yüksek seviyelerdeki sesleri ölçebilir hale gelmektedir.

Mikrofon diyafram çapı;

• büyürse → hassasiyeti artar → zayıf sesleri ölçebilir → yüksek sesleri ölçemez

  • Çok düşük seviye için örnek: Buzdolabı, klima (en alt kademede), vs. 

• küçülürse → hassasiyeti azalır → zayıf sesleri ölçemez → yüksek sesleri ölçebilir

  • Çok yüksek seviye için örnek: patlama ve ani darbe/çarpma sesleri, jet motoru gürültüsü vs.

Mikrofon seçimi yaparken, kataloğunda dB cinsinden belirtilen ses seviyesi aralıklarının (dinamik aralık) uygulamanızla uyumlu olduğundan emin olmanız gerekir. Günümüzdeki akustik uygulamaların büyük bir kısmında 1/2" (inç) çaplı ve hassasiyeti 50 mV/Pa olan mikrofonlar tercih edilmektedir.

FREKANS ARALIĞI

Ortalama bir insan kulağının algılayabileceği sesler 20 Hz - 20 kHz aralığındadır. Eğer yapacağınız ölçüme ait frekans bilgisine sahip değilseniz güvende olabilmek için bu aralıkta çalışan bir mikrofon tercih edebilirsiniz. Fakat bazı özel durumlarda daha düşük veya daha yüksek frekanslarda ölçüme ihtiyaç olabilmektedir (ultrasonik ölçümler gibi). 

Genel prensip olarak mikrofon diyafram çapı;

• büyüdükçe → daha düşük frekansları ölçebilirsiniz

• küçüldükçe → daha yüksek frekanslara çıkabilirsiniz

1/2" (inç) mikrofonların büyük çoğunluğu duyulabilir aralıkta ölçüm yapabilmektedir. Ultrasonik (20 kHz üzeri) frekansların ölçümü için 1/4 veya 1/8 inç mikrofonlar kullanılmaktadır. 

POLARİZASYON VOLTAJI (0V / 200V)

Kondenser mikrofonun çalışma prensibi gereği diyaframın arka plakasında sabit bir elektrik yükü oluşturmak gereklidir. Bu, günümüzdeki mikrofonlarda iki şekilde sağlanabilmektedir;

• 0V (Prepolarize): Elektrik yükü mikrofona önceden yüklenerek mühürlenir

• 200V (Polarize): Elektrik yükü her seferinde analizör (veya şartlandırıcı) üzerinden sağlanır

Günümüzde kullanılan mikrofonların büyük bir kısmı prepolarize tipte mikrofonlardır. Bu mikrofonlar, polarize modellere göre daha uygun maliyetlidir. 

Polarize mikrofonlar daha hassas ve stabilitesi yüksek işler için tercih edilmektedir. Bu mikrofonların önyükselticileri de özeldir (bir sonraki konu başlığına bakınız).

ŞARTLANDIRMA

Herhangi bir mikrofon seti, mikrofon ve önyükseltici adı verilen iki parçadan oluşur. Mikrofon sadece ön taraftaki küçük silindirik kısımdan ibarettir. Önyükseltici ise mikrofonun arkasında yer alan uzun silindirik kısmın adıdır. Genelde "mikrofon" aldığınızda aslında bu iki parçayı da alırsınız.

Önyükseltici, mikrofonun yüksek empedansını düşürmek için kullanılan elektronik ara birimdir. Elektronik devre içermesi sebebiyle de "besleme" voltajına ihtiyaç duyar. Dolayısıyla hiçbir kondenser mikrofonu, beslemesi olmayan bir cihaza (örn. osiloskop, ses kartları, AC veri toplama kartları) doğrudan bağlayıp sağlıklı bir sinyal alamazsınız.

Mikrofon+önyükseltici setini bağlayacağınız veri toplama cihazının, önyükselticiye (+/-14V veya +/-60V) besleme sağlaması gereklidir. Piyasada bu işi yapabilen veri toplama cihazları mevcuttur. IEPE (Deltatron, ICP, Isotron) desteği olan bir veri toplama cihazı kullanıyorsanız prepolarize (0V) mikrofonları doğrudan bağlayarak ölçüm yapabilirsiniz.

Eğer ölçüm cihazınızda bu özellik yoksa mutlaka bir şartlandırıcı kullanmalısınız. Şartlandırıcılar, önyükseltici için gerekli voltajı sağlar ve mikrofondan gelen sinyali ölçülebilir bir AC sinyal haline dönüştürürler. Pek çok şartlandırıcı aynı zamanda yükseltme görevi de görmektedir (amplifier). Mikrofonların çıkışındaki sinyal seviyesi oldukça düşüktür; örneğin 50 mV/Pa hassasiyetli bir mikrofon 94 dB sese karşılık sadece 50 mV çıkış üretir. Bu nedenle şartlandırıcı seçerken, yükseltici özelliğinin de olması tercih sebebidir.

Mikrofonlarımız hakkında daha detaylı bilgi almak ve Pro-Plan’ın sunduğu çözümleri incelemek için "Akustik Sensörler" sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

Bu kılavuz, Brüel & Kjær tarafından hazırlanan "Measurement Microphones" başlıklı dokümandan yararlanılarak hazırlanmıştır. Bu dokümana erişmek için tıklayın.