Probleembeschrijving

Bij deQuelery zijn we altijd op zoek naar een manieren om een instrument beter te laten resoneren. Dat kan met behulp van accesoires, zoals de Q-mass voor saxofoon en trompet, maar daarmee is niet iedereen automatisch geholpen. We zijn daarom gaan kijken naar het instrument zelf, en met name naar het materiaal. Dat materiaal (vaak messing) van elk blaasinstrument, of het nu een saxofoon is of een trompet of een hoorn, heeft in de fabriek een bepaalde metaalspanning meegekregen; toongaten worden getrokken, buizen worden gevormd, er wordt aan gesoldeert en geschroeft en ga zo maar door. Metaaldelen zijn hierdoor vervormd, worden dunner of juist dikker. Je kunt zeggen dat de moleculaire structuur een behoorlijke optater krijgt en daardoor negatief is beïnvloed. Een instrument heeft hierdoor op bepaalde plekken spanning in het materiaal meegekregen. Dit geldt zeker na een reparatie, zoals bij uitdeuken, uitlijnen, buigen of solderen het geval is; op de plaats van reparatie bijft een soort litteken bestaan. Bij grote revisies waarvoor alle onderdelen op de werkbank liggen en bewerkt moeten worden, zien we dat er vaak extra materiaalspanning in een instrument gebracht wordt. Bepaalde noten spreken hierdoor niet aan, of klinken dof. Natuurlijk is een voorwaarde voor het ontdekken en ‘aanwijzen’ van die spanning dat verder technisch gezien alles aan een instrument klopt.

We zijn gaan studeren op hoe we deze spanning uit een instrument konden krijgen. Een voorbeeld van zo’n behandeling is cryotherapie; het instrument wordt blootgesteld aan vrieskou, waardoor de moleculaire structuur verandert. Wij zagen ons echter nog geen vriezer aanschaffen en aangezien deze methode nog steeds met de nodige scepsis wordt bekeken, kwamen wij uit bij een goed toepasbare methode waarbij het materiaal langduring blootgesteld wordt aan grondtonen en harmonischen in een speciaal daarvoor gebouwde akoestisch gedempte box. Dus gingen we experimenteren met dit idee…

We zijn nu een paar maanden bezig met dit experiment, en hebben de eerste (verrassend goede) resultaten geboekt. We zijn zijn er nu dan ook klaar voor om deze methode aan een breder publiek aan te bieden. Wij noemen deze behandeling voor blaasinstrumenten ATS; Acoustic Treatment Service. De resultaten zijn tot nu toe dus vrij spectaculair; na een behandeling lijkt het instrument vatbaarder te zijn voor zijn eigen grondtoon-frequenties en de daarbij behorende harmonischen. Vanzelfsprekend zijn we niet uit gegaan van hoorbare ervaringen; we wilden het ook meetbaar maken.

Theorie

Het principe van deze behandeling gaat  uit van het aanbieden van grondfrequenties en harmonischen aan bijvoorbeeld een saxofoon. Deze en andere frequenties gebruiken we dan weer in deze wat je zou kunnen noemen een metaal-therapie voor blaasinstrumenten. Alle blaasinstrumenten produceren namelijk niet alleen een toon met een bepaalde frequentie, maar ook harmonischen; samen maken ze een bepaalde klank. De klank(-kleur) wordt met name bepaald door resonantie van het materiaal, op zijn beurt weer veroorzaakt door staande geluidsgolven in het instrument, veroorzaakt door de bespeler (m/v). Ieder tastbaar materiaal heeft resonantie als gevolg van trilling, dit hebben we al vaker uitgelegd; de mate van resonantie is het resultaat van de vorm, het materiaal, de spanning en andere fysieke eigenschappen van een object. Resonantie gaat bijvoorbeeld sneller door metaal dan door lucht. Een object met resonantie – bijvoorbeeld een muziekinstrument – trilt op natuurlijke resonantiefrequenties die bestaan ​​uit een grondfrequentie en de bijbehorende harmonische frequenties, die een instrument zijn karakteristieke geluid geven. De fundamentele en harmonische frequenties worden ook wel de partiële frequenties genoemd, omdat ze samen het volle geluid van het resonerende object vormen. De harmonische frequenties buiten de grondtoon om worden ook wel boventonen genoemd, omdat ze op een frequentie-gebied plaatsvinden boven de grondtoon.

Hierboven zien we hoe een grondtoon (Fundamental) en de harmonischen (Harmonic) hiervan zich tot elkaar verhouden over de frequentie-as bij het aanslaan van een gitaar-snaar.

Deze termen kunnen enigszins verwarrend zijn. De grondfrequentie is de eerste harmonische omdat deze frequentie één keer zichzelf is. De frequentie die tweemaal de grondtoon is, wordt de tweede harmonische of, equivalent, de eerste boventoon genoemd. De frequentie die driemaal de grondtoon is, wordt de derde harmonische of tweede boventoon genoemd, enzovoort. Het aantal harmonische frequenties hangt af van de eigenschappen van het trillende object.

De resonantie van een natuurkundig systeem, zoals een snaar of een metalen plaat wordt bepaald door de massa en door de stijfheid. Als de massa groter wordt gaat over het algemeen de resonantiefrequentie omlaag. Als de stijfheid groter wordt gaat de resonantiefrequentie omhoog. Mechanische resonanties tussen 20 Hz en 20.000 Hz zijn hoorbaar voor het menselijk oor.

Resonantie treedt ook op in holtes gevuld met lucht of een vloeistof. Als we dus aan een instrument denken als een natuurkundig syteem, komen we er achter dat we de massa maar beperkt kunnen veranderen (denk aan de Q-mass, die dus akoestische demping toepast waardoor de projectie van een instrument kan toenemen), maar in meerdere mate de stijfheid. Dit pakken met de ATS aan.

Je kunt dit natuurlijk ook zelf doen. Hiervoor moet je je eigen instrument voor een paar dagen continue bespelen en zo hard mogelijk alle noten produceren die het instrument kent, inclusief de harmonischen, want die zijn het belangrijkst. Ondoenlijk natuurlijk! Daarom bieden wij de ATS behandeling aan op basis van ‘no cure, no pay’. We claimen ook niet dat alle instrumenten er baat bij hebben. Dus mocht je instrument bij ons een ATS behandeling ondergaan en je merkt geen verschil , dan brengen we niks in rekening. Wat kost dat dan? Een volledige behandeling kost €75.

Resultaten

Natuurlijk zijn we direct op zoek gegaan naar meetbare resultaten, zodat onze bevindingen konden worden vastgesteld met de daarbij behorende apparatuur. We hebben hiervoor een losse trompetbeker behandeld. Zo konden we een betrouwbare meting doen voor en na de behandeling. We behandelen namelijk elk instrument op maat; dat wil zeggen dat alleen die frequenties gebruikt worden die bij een bepaald instrument horen. De testopstelling bestond uit een analyse-microfoon op 30cm afstand van de rand van de beker. We laten vervolgens de microfoon de signalen opvangen door er steeds met dezelfde kracht tegen de bekerrand te tikken. De opstelling ziet er dan zo uit:

Het signaal van de beker wordt vervolgens door de microfoon opgevangen en gelimiteert door een zogenaamde software-matige limiter, om te voorkomen dat het signaal beïnvloedt wordt door de kracht van de ‘tik’ tegen de beker. Met behulp van spectrum analyse kunnen we vervolgens mooi zien hoe de beker reageert op de behandeling.

Op bovenstaande afbeelding zie je links de spectrum analyse voor de behandeling, en rechts na de behandeling met ATS. Duideljk te zien is dat de beker niet alleen veel meer harmonischen produceert, maar ook de amplitude is hoger; de intensiteit is in kleur uitgedrukt – we zien meer gele stipjes – maar ook meer pieken. Als we even terugkijken naar de afbeelding van de gitaar-snaar hierboven, zien we duidelijk overeenkomsten, en een forse verbetering!

Reviews

Aan het woord is Cor de Jonge, voor wie we een totaal gehandicapte Buescher 400 bariton compleet hebben opgeknapt en gereviseerd:

“Jur, net een halfuurtje op de bari staan blazen. Wat een opmerkelijk verschil in klank. Hij lijkt veel opener en tegelijkertijd ook voller te klinken. Het laag speelt nu veel makkelijker. Ook die lage B! Ik ben er echt heel blij mee. Ik had vroeger enrom de pest aan natuurkunde, maar ben de wetenschap nu zeer dankbaar. Van een horror bariton naar een droom bariton!”

Op deze manier behandelen we vrijwel elk instrument, of delen daarvan: bekers, halzen, lead pipes etc. Beter is natuurlijk om het hele instrument onder handen te nemen, dit maakt voor de duur van de behandeling niet uit.

Hier onze behandel-kamer in aanbouw, met bovenop de daarbij behorende apparatuur.

Hier onder zie je hoe een saxofoon behandeld wordt, door bepaalde frequenties door het instrument te sturen. Hoe dat precies in z’n werk gaat, kunnen we hier helaas niet prijsgeven.

Interesse?

Meer info? Bel ons of stuur een bericht via ons contact-formulier!