Ürün tasarımında ses kalitesi yöntemi: Elektrikli süpürgeler üzerinde bir uygulama - Altınsoy, M. Ercan (Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999)
Bir ürünün sesi de estetik özellikleri, gücü, rengi, ağırlığı ve fiyatı gibi o ürüne ait bir parametredir. Ses kalitesi ayrıntılı bir teknik hedef ve/veya belirli bir işlem kapsamında ortaya çıkan sesin yeterliliği olarak tanımlanır. Ürün ses kalitesi, ürüne ait sesin yeterliliğinin bir göstergesidir. Kullanıcıların mantıksal ve duygusal durumlarının yanısıra davranış biçimlerinin doğal sonucu olarak belirlenir. Hedef ürünün sesi ile ilgili özellikleri referans alınarak gerçekleştirilen bir işitsel değerlendirme süreci sonucunda ses kalitesi belirlenir. Ses kalitesi yöntemi ürün geliştirme sürecinde gittikçe artan bir öneme sahiptir. Bir ürünün ses kalitesinin belirlenmesi, öznel ve nesnel ölçümleri içerir. Ses kalitesi yöntemi altı adımdan oluşan bir tasarım çevrimidir. İlk adımda tasarlanan ürün için hedef ses belirlenir. Daha sonra, sırasıyla ürünün değişik safhalarında prototipin, geliştirilen ürünün veya son ürünün ses kaydı yapılır, üçüncü adımda ürün sesinin analizi ve ses kalitesi metriklerinin belirlenmesi gerçekleştirilir, dördüncü adımda akustik kökenli tasanm değişiklikleri yapılır, beşinci adım sesin üzerinde değişiklikler yapılmasını içerir ve son adımda jüri testi yapılır. Böylece çevrimin başına dönülür. Jüri test sonuçlan tatmin edici olana dek bu iteratif tasanm çevrimi devam eder. Psiko-akustik araştırmaların sonucunda psiko-akustik metrikler geliştirilmiştir. Metrikler, insanın ses hakkındaki öznel değerlendirmesini nesnel ölçümlere dönüştürmeye yarar. En önemli metrikler Zwicker gürlüğü, keskinlik, kabalık, dalgalanım kuvveti, ton-gürültü oranı, spektrumdan ayrılma miktarıdır. Metrikler Zwicker gürlük analizi ve/veya FFT analizi sonucu belirlenir. Bu metriklerin dışında, belli bir ürüne veya ürün sınıfına bağlı olarak sübjektif değerlendirmeyi yansıtan ve metriklerin kombinezonu ile ifade edilen özel metrikler de geliştirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, üzerinde sistematik gürültü denetimi yapılan bir elektrikli süpürgenin ses kalitesinde ulaşılan sonuçlannı kıyaslamalı olarak değerlendirmek, yüksek ses kalitesine sahip bir elektrikli süpürge tasarımı için gerekli tasanm ilkelerini belirlemek ve elektrikli süpürgeler için mevcut ses kalitesi metriklerinin lineeer kombinezonu olan bir "rahatsızlık metriği" geliştirmektir. Bu amaçla, elektrikli süpürgenin ana gürültü kaynaklan belirlenmiş ve çeşitli gürültü denetimi çalışmaları yapılmıştır. Daha sonra öznel yargılan belirlemek amacıyla bir jüri testi gerçekleştirilmiştir. Jüri testinde pilot çalışmayı yaptıran firmanın biri yeterli önlem alınmamış, diğeri ise gürültü denetimi uygulanmış iki süpürgesinin yanısıra, dört adet de farklı firma tarafından üretilen toplam altı adet süpürge ele alınmıştır. Bu ürünlerin ses kalitesi farklı yaş gruplarından gelen 16 kullanıcıdan oluşan bir jüri tarafından değerlendirilmiştir. Jüri testi esnasında, 1/3 oktav bantlarında ses basıncı ve ses gücü düzeyleri ölçülmüştür ve elektrikli süpürge sesleri mikrofon yardımıyla dijital teybe kaydedilmiştir. Dijital teyp kayıtlan kullanılarak, psiko-akustik metrik değerleri, bir ses kalitesi yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Daha sonra jüri testi sonuçları ile psiko- akustik metrik sonuçlan arasındaki ilişki araştırılmıştır. Yapılan incelemeler sonunda elektrikli süpürgelerin ses kalitesini, süpürge sesi düzeylerinin önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. Bunun doğal sonucu olarak Zwicker gürlüğü metriği ile süpürge ses kalitesi arasında büyük bir ilişkinin var olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca yüksek keskinlik değerlerinin ve süpürge sesi spektrumundaki, spektrumdan ayrılan dar band gürültülerin, dolayısıyla sesin tonal özelliklerinin süpürge sesinin rahatsızlık etkisini arttırdığı gözlenmiştir. Yapılan gürültü denetimi sonucunda, süpürge ses kalitesinin yaklaşık % 50 arttığı görülmüştür. Sonuçta uygulanan sistematik gürültü denetimi ile ürün ses kalitesinde önemli ölçüde ilerlemenin sağlandığı ortaya konmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda, yüksek ses kalitesine sahip bir elektrikli süpürge tasarlayabilmek için mekanik tasanmda uyulması gereken tasarım ilkelerinin neler oldukları belirlenmiştir. Bu ilkeler aşağıda özetlenmiştin. ses yalıtımı için hem ses yutumu hem ses iletim kaybı sağlayan uygun özelliklerde kompozit malzemelerin kullanımı,. motorun süpürge içinde kapalı bir kutu içine alınması ve bu kutu içinde yumuşak malzeme ile yalıtılması,. motor kutusu ile dış kabuk arasında yine yumuşak yalıtım malzemesi kullanılması,. yapısal kökenli titreşimlerin yayılmasını önlemek için süpürge kabininin yüzey alanının minimum tutulması ve dış kabuğun yeteri sertlikte olması,. akustik enerjinin yutulması için hava akışının süpürge içinde emiş gücünü azaltmadan labirent kanallardan geçirilerek dışa atılması. Son olarak objektif ve öznel değerlendirmeler arasındaki ilişki kurularak, elektrikli süpürgeler için iki farklı "rahatsızlık metriği" geliştirilmiştir. Bunlardan ilki, yukarıda sayılmış olan altı metriğide içermektedir, ikincisi ise Zwicker gürlüğüne bağlı olarak hesaplanan Zwicker gürlüğü, keskinlik, kabalık ve dalgalanım kuvvetinin bir lineer kombinezonu olarak tanımlanmıştır. Her iki özel metriğin de jüri testi sonuçlarını oldukça iyi bir biçimde yansıttığı gözlenmiştir. Bu çalışmadaki sonuçlar tek kanallı ölçüm kayıtlan ile elde edilmiştir. Bu çalışmanın ileride daha da geliştirilmesi için yapılabilecekler arasında. iki kanallı, yapay baş ve gövde kullanılarak ölçüm yapılması,. ses sinyallerini insan kulağının algılamasına benzer biçimde işleyerek yükseltebilen sinyal kuvvetlendirici ünitelerin kullanılması sayılabilir. Ses kalitesi yöntemlerinin ürün kalitesini ve pazar payını arttırıcı bir araç olarak giderek daha fazla kullanılacağı kesin olarak anlaşılmaktadır.

Product sound is one of the product parameters such as aesthetics, power, color, weight price, etc. Sound quality is defined as " the adequacy of the sound in the context of a specific technical goal and/or task" and "Product sound quality is a descriptor of the adequacy of the sound attached to a product. It results from judgements upon the totality of auditory characteristics of the said sound-the judgements being performed with reference to the set of those desired features of the product which are apparent to the users in their actual cognitive, actional and emotional situations". Sound quality has an increasing importance in product design. The determination of product sound quality involves both subjective and objective measurements. Sound quality evaluation is a design cycle which involves six stages and first stage is determination of the target sound for product. The others are; sound recording (prototype, design, and last product), product sound analysis and determination of sound quality metrics, acustical design changes, sound editing and, jury test. As a result of psychoacoustic research, a set of psychoacoustics metrics has been developed which correlates objective measurements with subjective properties of human perception of sound. Most important metrics are; Zwicker Loudness, sharpness, roughness, fluctuation strength, tone to noise ratio, prominence ratio. Metrics can be determined based on Zwicker Loudness analysis or on FFT Analysis. The purpose of this study is to evaluate the sound quality of a particular vacuum cleaner comparatively after applying a number of noise control techniques, to determine the rules of vacuum cleaner design which has high sound quality and to develope an annoyance metric for vacuum - cleaner noise which is a linear combination of the other sound quality metrics. For this purpose, an analysis for determination of the principal sound sources in a vacuum cleaner is made and some noise control techniques are applied on the sample vacuum cleaner. Then for determination subjective judgement, is made on jury test. In jury test a total of six unite are used, two of them being identical vacuum cleaners of the pilot company, with and without noise control application and four units being taken from different brands. Sound quality of the products are subjective evaluated by a jury composed of 16 people from different age and sex groups. During the jury test vacuum cleaner's 1/3 octave band sound pressure level and sound power levels are measured and vacuum cleaner's noises are recorded on a DAT (Digital Audio Tape) using a microphone. Psychoacoustical metrics are calculated using a sound quality software by transferring the dat tape recordings to the PC. Results of the jury test and psychoacoustic metric values are then correlated by regression analysis. Xll Vacuum cleaner sound quality has high correlation with sound pressure (dB A) level and sound power level and the natural results of it, vacuum cleaner sound quality has high correlation with Zwicker Loudness. Also, very high sharpness and tonal components of vacuum cleaners are disturbing the sound quality. After the application of noise control, product sound quality increased 50 %. Finally, an attempt is made to quantify the improvements achieved in the product sound quality by applying the noise control techniques. Based on the work performed in this thesis a set of design principles has been identified to obtain a high sound quality for vacuum cleaners. These principles are,. using appropriate composite materials with sound barrier and absorption characteristics for better sound insulation.. inserting the electrical motor in an enclosed space on soft rubber isolators,. minimising vacuum cleaner's external surface area and producing a stiff external shell to avoid structural borne noise,. Introducing labyrinth passages with acoustical energy absorption for the air flow through the vacuum cleaner while ensuring minimal pressure drop. Finally, two special metrics were introduced for vacuum cleaner annoyance by correlating the objective and subjective evaluations. The first metric is a linear combination of the six sound quality metrics while the second metric is a linear combination of the four metrics which are determined based on Zwicker loudness analysis. All the results obtained in this thesis are based on single channel measurements, however to improve the current results for the future work it is recommended to utilise. two channel measurements with an artificial head and torso and. make use of pre-amplifiers with suitable modifications to represent human ear perception It has been observed that the product quality enhancement will be achieved and the market share of products will be increased by further using sound quality techniques in the future.
Sound quality in the product design: An application on wet and dry type vacuum cleaners
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, 1999
Keywords: Elektrikli süpürge; Ses kalitesi; Ürün tasarımı; Vacuum cleaner; Voice quality; Product design