Physics of Fluids: Звуковые волны помогут обезопасить общественные пространства

Риск потери слуха возникает не только при работе громкого оборудования или других явных шумов. От него могут страдать и люди, находящиеся в общественных местах, таких как театры и концертные залы.

Поглощение избыточного шума для повышения безопасности общественных мест и использование нежелательных звуковых волн для получения электричества — такова цель работы, опубликованной на этой неделе в журнале Physics of Fluids издательства AIP.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, примерно 12,5% детей и подростков в возрасте 6-19 лет и 17% взрослых в возрасте 20-69 лет получили необратимые повреждения слуха в результате чрезмерного воздействия шума, — говорит автор статьи Раджендра Прасад П (Rajendra Prasad P).

Шум выше 70 децибел в течение длительного периода времени может начать повреждать наш слух. Нам нужны системы, способные смягчать действительно сильные звуки.

В своем исследовании авторы сосредоточились на закрытых помещениях, таких как театры и концертные залы, и создали систему пьезоэлектрических датчиков, которые могут быть установлены в стенах, полах и потолках для поглощения звуковых волн и сбора их энергии. По словам Прасада, уровень звуковых волн от громкоговорителей в таких закрытых помещениях обычно составляет от 60 до 100 децибел, иногда достигая 120 децибел.

Мы классифицировали звуки, присутствующие в закрытых помещениях, по интенсивности (в децибелах), которая потенциально может вызвать потерю слуха, — сказал Прасад.

Звуковая энергия, поглощаемая пьезоэлектрическими датчиками, обрабатывается нашей системой и преобразуется в электрическую энергию. В зависимости от характера генерации энергии выход системы переключается между аккумулятором и прямым выходом.

Для разработки оптимальной системы улавливания звуковых волн в закрытых помещениях авторы использовали компьютерное моделирование для точной настройки переменных, включая напряжение, необходимое для питания основного компонента устройства, частоту и интенсивность входного звука, а также пьезоэлектрические датчики, тестируемые в параллельной и последовательной конфигурациях.

Удивительно, но факт: выходная мощность конструкции максимальна в районе определенных частот, которые совпадают с частотой и интенсивностью звука, используемого в театрах или зрительных залах, — сказал Прасад.

Наша конструкция уменьшает вибрацию звука при каждом отражении от пьезоэлектрического материала и снижает общую интенсивность звука в замкнутом пространстве.

Помимо снижения риска потери слуха, авторы хотели разработать энергосберегающую систему, использующую интеллектуальную функцию управления питанием, которая регулируется в зависимости от интенсивности звука, поступающего в помещение. В ней также используются экологически чистые материалы.

Пьезоэлектрический материал, который мы использовали, представляет собой разновидность кварца, который является не чем иным, как минералом, состоящим из кремнезема, — заключает Прасад.

Он легко поддается биологическому разложению и переработке.

14.11.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Наноразмерное покрытие ускоряет работу катализаторов на основе наночастиц золота
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
British Journal of Anaesthesia: Ученые выявили ошибку в работе пульсоксиметров
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
FEARC: Археологи используют фундук для реконструкции древних лесных массивов
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
PRL: Ученые продвинулись в управляемом ускорении электронов в микромасштабе
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
Blood: Создана новая стратегия поиска и уничтожения стволовых клеток лейкемии
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
PNAS Nexus: Хоть горшком назовите, только учитывайте культурные различия
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Nature Comm: Ошибка Пифагора вынуждает пересмотреть принципы создания музыки
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Открыт антивозрастной эффект витамина D и рецептора в средней кишке дрозофилы
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса