Гучномовець - це електроакустичне або механічний пристрій, що служить для гучного відтворення звукового сигналу. Гучномовці перетворюють електричний сигнал в звукові хвилі, що поширюються в повітряному середовищі, за допомогою механічної рухливої системи (діафрагми або дифузора).
В системі оповіщення про пожежу гучномовець є кінцевим, і його параметри мають вирішальний вплив на якість передачі аудіоінформації, а в кінцевому підсумку і на життя людей.
Види гучномовців для систем оповіщення
За способом перетворення сигналу гучномовці ділять на електродинамічні, рупорні, електретних, п'єзоелектричні і інші. В системах оповіщення найчастіше використовуються електродинамічні діффузорного гучномовці (настінні, стельові, звукове колони) і рупорні гучномовці.
Електродинамічні діффузорного гучномовці
Основним робочим вузлом електродинамічного гучномовця є дифузор, який виконує перетворення механічних коливань в акустичні. Дифузор гучномовця приводиться в рух силою, що діє на жорстко скріплену з ним котушку, що знаходиться в радіальному магнітному полі. У котушці тече змінний струм, відповідний аудіосигналу, який повинен відтворити гучномовець. Магнітне поле в гучномовці створюється кільцевих постійним магнітом і магнітної ланцюгом з двох фланців і керна. Котушка під дією сили Ампера вільно рухається в межах кільцевого зазору між керном і верхнім фланцем, а її коливання передаються дифузора, який в свою чергу створює акустичні коливання, що поширюються в повітряному середовищі.
У порівнянні з електродинамічними гучномовцями, рупорні гучномовці мають такі переваги, як висока спрямованість випромінювання звукових хвиль і високим ККД (до 20%). Рупор служить для узгодження опорів механічної системи і навколишнього середовища і концентрації звукової енергії гучномовця в певному напрямку. Зазвичай застосовують рупори, площа поперечного перерізу яких змінюється за експоненціальним законом.
Основні характеристики гучномовців
Використовувані в системах оповіщення гучномовці характеризуються цілим рядом параметрів. Технічні характеристики гучномовців регламентуються ГОСТ 16122-78 і ГОСТ 9010-78. Слід зауважити, що список параметрів, що вказуються в специфікаціях на гучномовці зарубіжних виробників, дещо відрізняється від характеристик, відповідних ГОСТам. Це пов'язано перш за все з різницею у визначенні цих параметрів для зарубіжних і вітчизняних гучномовців та акустичних систем.
Особливо багато розбіжностей зазвичай виникає при визначенні різних видів потужності гучномовця, наприклад, в специфікаціях на вітчизняні гучномовці зазвичай вказуються номінальна і паспортна потужності, тоді як зарубіжні виробники вказують музичну, короткочасну, максимальну, синусоидальную потужність гучномовця.
Інші технічні характеристики гучномовців:- Номінальна електричний опір гучномовця - заданий в нормативно-технічної документації активний опір гучномовця при визначенні підводиться до нього електричної потужності.
- Частотна характеристика гучномовця по звуковому тиску - це графічна або чисельна залежність від частоти сигналу рівня звукового тиску, що розвивається гучномовцем в певній точці вільного поля, що знаходиться на певній відстані від робочого центру, при постійному значенні напруги на висновках гучномовця.
- Характеристична чутливість гучномовця - це середнє звукове тиск, що розвивається гучномовцем в заданому діапазоні частот на робочої осі, наведене до відстані 1 м від робочого центру гучномовця і електричної потужності 1 Вт.
- Нерівномірність частотної характеристики звукового тиску - це різниця максимального і мінімального значень рівнів звукового тиску гучномовця (в дБ) в заданому діапазоні частот.
- Приведений коефіцієнт корисної дії гучномовця - це відношення акустичної потужності, випромінюваної гучномовцем на даній частоті, до електричної потужності.
- Власна резонансна частота головки гучномовця - частота, при якій абсолютне значення повного електричного опору досягає свого першого максимуму.
- Максимальний рівень звукового тиску гучномовця служить для оцінки здатності гучномовця відтворювати без спотворень динамічний діапазон музичного або мовного сигналу.
Розрахунок кількості гучномовців для системи оповіщення
Кількість і потужність гучномовців розраховується виходячи з геометричних параметрів приміщення. При цьому, як правило, враховується тільки площа тієї частини приміщення, де знаходяться слухачі.
У закритих приміщеннях рекомендується встановлювати стельові гучномовці, оскільки вони дозволяють домогтися найбільш рівномірного розподілу звуку. При озвучуванні галерей, коридорів і відкритих площ використовуються рупорні гучномовці завдяки високому ступеню спрямованості звуку і високому ККД.
При озвучуванні приміщень необхідно враховувати, що звукова хвиля від стельового гучномовця на висоті вух слухачів покриває собою площу, радіус якої приймається рівним різниці висоти кріплення гучномовця і відстані від підлоги до вух слухачів. Для рівномірного озвучування приміщення слід встановлювати гучномовці так, щоб ці площі злегка перекривали один одного.
При висоті стель до 5 м розрахунок необхідної кількості стельових гучномовців проводиться за спрощеними формулами. Відстань між гучномовцями не повинно перевищувати розрахункового значення; в іншому випадку звуковий тиск буде розподілятися нерівномірно, і в деяких областях приміщення може значно погіршитися якість звуку з динаміка. При підвищенні потужності звуку в цьому випадку не тільки підвищується корисна гучність, але також зростає рівень ревербераційного фону (відлуння). Щоб компенсувати цей ефект, підлогу і стіни приміщення покривають килимами або іншими звукопоглинальними матеріалами.
Ще одна проблема пов'язана з розміщенням гучномовців в приміщеннях з високими стелями. Близько розташовані гучномовці є джерелом потужної перешкоди один для одного. Якщо розташувати гучномовці на більшій відстані і збільшити потужність звуку, то зросте ревербераційний фон. У таких випадках часто опускають гучномовці на шнурах або встановлюють настінні гучномовці, врізні гучномовці або звукові колони.
Фахівці рекомендують встановлювати настінні гучномовці на висоті 1,5 м для тих, хто сидить і 2 - 2,2 м для стоять слухачів. Якщо ширина приміщення менше 5 м, то гучномовці розташовуються по довжині приміщення з кроком 4-6 м (не рекомендується встановлювати гучномовці в кутах приміщення). Якщо ж ширина приміщення більше 5 м, то гучномовці розташовуються на протилежних стінах в шаховому порядку, з кроком 8-12 м.
У коридорах, галереях та інших протяжних приміщеннях рекомендують встановлювати рупорні гучномовці. Такі гучномовці розташовують в середині коридору і направляють в протилежні сторони. Дальність звучання рупорного гучномовця становить кілька десятків метрів.
Вибір гучномовця по динамічному діапазону
Вимоги до динамічному діапазону гучномовців формуються виходячи з реальних умов прослуховування. При проектуванні системи оповіщення слід враховувати загальний рівень шуму, характерного для приміщення, в якому планується розмістити гучномовці. Нижче наведені значення рівня шуму для деяких приміщень:- Завод - 100 дБ
- Супермаркет - 65 дБ
- Лікарня - 30 дБ
Фахівці рекомендують вибирати гучномовці таким чином, щоб забезпечувався б ними рівень звукового тиску на 3 - 10 дБ перевищував рівень загального шуму в приміщенні. Тоді повідомлення, які передають гучномовці, будуть чутні на рівні шуму. Слід також враховувати, що в екстреній ситуації рівень шуму в приміщенні може значно зрости.