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

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

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 ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

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