dc.contributor.advisor | Svensson, Ulf Peter | |
dc.contributor.advisor | Skålevik, Magne | |
dc.contributor.author | Kjølberg, Simen Helbæk | |
dc.date.accessioned | 2023-09-23T17:20:31Z | |
dc.date.available | 2023-09-23T17:20:31Z | |
dc.date.issued | 2023 | |
dc.identifier | no.ntnu:inspera:143650281:35331314 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11250/3091549 | |
dc.description.abstract | Denne rapporten presenterer målte lydtrykksnivå ved ørene til 4 klarinettister, fra individuelt
framførte, strukturerte øvingssesjoner i semi-ekkofritt kammer og i et øvingsrom, sammen med den
målte differansen mellom lydeffekt- og lydtrykknivå fra direktelyd målt ved ørene i semi-ekkofritt
kammer, for testsignal i dynamikkgraden forte. En kvantisering av usikkerhet er oppnådd for
de målte parametrene, inkludert standardavvik og 95% konfidensintervall. Lydtrykksbidragene
fra direkte og reflektert lyd ved musikerenes ører har i tillegg blitt bestemt for øvingsrommet,
ved bruk av Strength-målinger i kombinasjon med referansedata for ”the head-related transfer
function” (HRTF) og instrumentets direktivitetindeks (DI) for radieringsvinkelen mot musikerens
ører. De presenterte resultatene har med dette bidratt til ny innsikt for lydtrykksbidrag ved ørene
hos klarinettister under individuell øving.
Daglige, A-vektede eksponeringsnivå LA,EX8h har blitt beregnet fra målinger av 25-minutters
øvingssesjoner, basert på en gjennomsnittlig varighet på 2.1 timer for daglig individuell øving,
knyttet til data publisert av O’Brien et al. [1]. Gjennomsnittlig LA,EX8h fra øvingssesjoner ble
målt til 82 dB re p0 i semi-ekkofritt kammer og 85 dB re p0 i øvingsrommet. I lys av Arbeidstilsynets juridiske grense på LA,EX8h = 85 dB re p0 for A-vektet, 8-timers eksponeringsnivå [2],
impliserer resultatene at alenebidraget fra daglig individuell øving vil maksimere denne grensen.
Det gjennomsnittlige, C-vektede maksimallydtrykket LCFMax mellom musikerene ble målt til 106
dB re p0 i øvingsrommet, høyere enn de målte 103 dB re p0 i semi-ekkofritt kammer. Selv om
nivåøkningen i øvingsrommet var forventet på grunn av romrefleksjonsbidrag, ble det observert at
usikkerheten og det dynamiske området øker for rom av den gitte størrelsen (V = 21.7m3
).
Den målte differansen mellom lydeffekt- og direktelydtrykksnivå, LWA,instrument−LA,ears ved forte,
ble funnet å være 3.9 ± 0.3 dB (m = 32). Oktavbåndsdifferansen ble derimot funnet å være lavest
i 1000 Hz-båndet, men mest stabil i 250 og 500 Hz-båndene. Resultatene indikerer at lave verdier
for LWA,instrument − LA,ears korresponderer med musikerenes nedsatte evne til å oppfatte romresponsen. Dette ble videre bekreftet gjennom bestemmelse av direktelyd- og refleksjonsbidragene
ved ørene i øvingsrommet, hvor målinger viser en moderat økning av direktelydsbidraget sammenlignet med refleksjonsbidraget i 1000 Hz-båndet. For alle resterende oktavbånd som ble evaluert,
ble refleksjonsbidraget vist å være høyere enn direktelydsbidraget. Øvingsrommet som ble brukt
er forøvrig ansett som for lite i henhold til romvolumgrensene oppgitt i ISO 23591:2021 [3]. Som
et resultat av størrelsen er økningen i de målte lydtrykksnivåene fra romresponsen relativt høy.
Resultater og målinger presentert i denne rapporten innehar bestemte begrensninger, relatert til
utvalgsstørrelse og målemetodikk. Det har blitt benyttet en metode for måling av lydeffekt i fritt
felt over en reflekterende overflate oppgitt i ISO 3744:2010 [4], som har ført til at kilden er definert
som hele musikeren med klarinetten, ettersom isolasjon av klarinetten er utfordrende. Dermed
eksisterer det en overlapp mellom kilde og mottaker. Grunnet et ikke-stasjonært akustisk senter
av klarinetten som er posisjonert over gulvet, er også interferenseffekter fra gulvrefleksjoner tilstede
i målingene. Simuleringer viser opptil et -2 dB relativt avvik i 250 Hz-båndet for målt lydtrykk
benyttet i lydeffektberegninger, grunnet gulvrefleksjon. Videre forskning er nødvendig for å kaste
lys over Bb-klarinettens akustiske senteroide, og muligheten for å isolere instrumentet i målinger.
En detaljert studie av representativiteten for ekkofritt og semi-ekkofritt kammer ville også vært
ønskelig, med et mål om å gi en best mulig representasjon av klarinettens direktelyd egnet for
praktiske formål. Til sist ville det vært av stor interesse å identifisere differansen LWA,instrument −
LA,ears for flere musikkinstrumenter. | |
dc.description.abstract | This report presents sound pressure levels (SPL) measured at the ears of 4 clarinetists, individually
playing structured practice sessions in a semi-anechoic chamber and in a practice room, along with
the measured difference between sound power level (SWL) and the direct SPL at ears, for test signals in the dynamic forte measured in the semi-anechoic chamber. A quantification of uncertainty
has been determined for the found parameters, including standard deviations and 95% confidence
intervals. The sound level contributions of the direct and the reflected sound at the musicians’
ears have additionally been determined for the practice room, using sound strength measurements
with reference data of the head-related transfer function (HRTF) and the instrument’s directivity
index (DI) for the radiation angle towards the musician’s ears. The findings have thus provided
new insight of sound level contributions at the ears of clarinetists during solitary practice.
Daily, A-weighted exposure levels LA,EX8h have been calculated from measurements of 25 minute
practice sessions, based on average daily practice session durations of 2.1 hours, relating to published results by O’Brien et al. [1]. The average measured LA,EX8h from practice sessions was
found to be 82 dB re p0 in the semi-anechoic chamber and 85 dB re p0 in the practice room. As
The Norwegian Labour Inspection Authority (Arbeidstilsynet) sets a legal limit of LA,EX8h = 85
dB re p0 [2], the exposure from daily solitary practice in the practice room will alone maximize
this limit. The average, C-weighted, maximum SPL LCFMax between musicians was found to be
106 dB re p0 in the practice room, higher than the measured 103 dB re p0 in the semi-anechoic
chamber. Although the level increase was expected due to room reflections, the dynamic range
and uncertainty is observed to increase for a room of the given size (V = 21.7m3
).
The measured power-pressure difference LWA,instrument −LA,ears at the dynamic forte was found to
be 3.9 ± 0.3 dB (m = 32). The octave band level difference was however found to be lowest at the
1000 Hz band, but most stable in the 250 and 500 Hz bands. Results indicate that low values of
LWA,instrument−LA,ears correspond with the musicians’ decreased ability to hear the room response.
This is verified through determination of the direct and reflected sound contribution at ears in the
practice room, where measurements showed a slight increase of the direct sound compared to the
reflected sound in the 1000 Hz octave band. For all other evaluated bands, the reflected sound
level contribution was found to be higher than for the direct sound. The practice room used for
measurements is however considered too small for an individual practice room, according to the
volume limits given in ISO 23591:2021 [3]. As a result, the increase in SPL from the room response
is relatively high.
The measurements and results presented in this report have certain limitations, related to sample
size and methodology. Using a sound power measurement method for a free field environment over
a reflective plane given in ISO 3744:2010 [4], the source has been defined as the entire musician
playing the clarinet, as isolating the clarinet is difficult. Hence, the source and receiver overlap.
Due to the non-stationary acoustic center of the clarinet, positioned above the floor, interference
effects from floor reflection are also present in measurements. Simulations show up to a relative -2
dB SPL offset deviation in the 250 Hz band, for the measured sound pressure levels used for SWL
measurements. Further research is needed to cast light on the Bb clarinet’s acoustic centeroid,
and the possibility of isolating the instrument. It would also be desirable with an in-depth study
of the representative properties of an anechoic versus a semi-anechoic environment, aiming for the
best practically viable representation of the direct sound of the clarinet. Finally, determining the
LWA,instrument − LA,ears difference for other instruments would be of great interest. | |
dc.language | eng | |
dc.publisher | NTNU | |
dc.title | Sound Levels at a Clarinetist’s Ears During Solitary Practice | |
dc.type | Master thesis | |