阻抗管法測量聲學(xué)材料吸聲系數(shù)

實(shí)驗(yàn)八阻抗管法測量聲學(xué)材料吸聲系數(shù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼米杩构芊y量吸聲材料吸聲系數(shù)、聲阻抗率的原理及操作方法、實(shí)驗(yàn)要求1.了解BK阻抗管4206型的結(jié)構(gòu)原理及功能；2.掌握Pulse3560C測量聲學(xué)材料的吸聲系數(shù)的程序。三、 實(shí)驗(yàn)環(huán)境BK4206阻抗管套件被測材料：海綿樣品直徑100mmBK聲學(xué)測量軟件平臺9.0Pulse3560C前端功率放大器BK2716C通用計算機(jī)及M6k聲級校準(zhǔn)器4321四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測量海綿樣品（納米材料或自選聲學(xué)材料）的吸聲系數(shù)。測量系統(tǒng)如圖8所示。PowerAmplifier2716C=■—??*—PowerAmplifier2716C=■—??*—-0■■I.AcousticMQteridTest—SingleSidedFCInp&danceTubeKrt(50Hz-6.-4kHz)4206SoundLevel

Ctilbraioi-Inp&danceTubeKrt(50Hz-6.-4kHz)4206圖8.1阻抗管測量吸聲系數(shù)系統(tǒng)連接示意2.實(shí)驗(yàn)原理：組抗管測量材料吸聲性能的原理是基于傳遞函數(shù)法。其原理是將寬帶穩(wěn)態(tài)隨機(jī)

信號分解成入射波Pj和反射波p,pi和pr大小由安裝在管上的兩個傳聲器測得的聲壓決定，如圖8.2所示。其中s為雙傳聲器的間距，l為傳聲器2至基準(zhǔn)面（測量表面）的距離。入射波聲壓和反射波聲壓分別可寫為：P=Pejk0xiI0P=Pe-jk0x

rR0式中，P］是基準(zhǔn)面上pi的幅值，Pr是基準(zhǔn)面上^的幅值。兩個傳聲器位置處的聲壓分別為圖8.2阻抗管測量原理示意圖壓分別為p=Pejk0（s+1）+Pe-jk0（s+1）P2=PejkP2=Pejk01+Pe-jk01I Reejko1+re-j%1入射波的傳遞函數(shù)Hi為:=e-jk0sP1i其中s為兩個傳聲器之間的距離，反射波的傳遞函數(shù)Hr為:二ejk（J

P1r總聲場的的傳遞函數(shù)H12可由Pfp2獲得，并有Pr=rPIH=昱=12p ejk0（s+1）+re-jk0（s+1）100使用Hi、Hr改寫上式H-H―12 iH—Hr 12反射系數(shù)r可通過測得的傳遞函數(shù)、距離s、l和波數(shù)k0確定。因此，吸聲系數(shù)和阻抗率分別為：a=1-|r|23.實(shí)驗(yàn)步驟：按圖8.1連接并將大管接入系統(tǒng)，將雙傳聲器BK4187與相應(yīng)的專用測量電纜連接后，插入阻抗管相應(yīng)的傳聲器位置處。安裝時，先松開測量管上傳感器插孔的鎖緊螺母，然后將傳聲器輕輕插入孔內(nèi)到指定位置，并鎖緊螺母。傳聲器A插入位置2,傳聲器B插入位置3,不用的插孔用啞元封堵；同時將傳聲器A接入前端3通道，B接入前端4通道；前端輸出通道1與BK2716C通道1輸入端相連，對應(yīng)得輸出接入阻抗管的聲源激勵端；檢查無誤后，打開計算機(jī)、功放及前端電源，注意功率放大器增益放至最小一檔。在PULSE軟件平臺的應(yīng)用程序中，選擇材料試驗(yàn)程序，點(diǎn)擊大管并打開程序，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置.通道校準(zhǔn)（每次必須執(zhí)行，只在使用同一PULSE項目，同一序列號傳聲器，同一管子時可以跳過）。取出4187麥克風(fēng)對，使用4231校準(zhǔn)器，進(jìn)行常規(guī)的幅值增益校準(zhǔn)。信噪比測量分別選擇背景噪聲測量和信號測量（建議按照先背景后信號的順序進(jìn)行），系統(tǒng)將自動計算信噪比，如果在測量完成后沒有警告出現(xiàn)，即可繼續(xù)下一步；在測量時，建議選擇Autorange自動定量程以避免發(fā)生過載。傳遞函數(shù)修正分別選擇互換麥克風(fēng)位置測量和正常麥克風(fēng)位置測量（建議按先互換、后常規(guī)的順序進(jìn)行），系統(tǒng)將自動完成修正（兩次測量的傳遞函數(shù)作幾何平均）。如果在測量完成后沒有警告出現(xiàn)即可繼續(xù)下一步（在分析頻率范圍高達(dá)6.4kHz時，一般幅值誤差均能滿足容限差，但是可能出現(xiàn)相位誤差超出容限值，這時可以返回第一步的設(shè)置欄，調(diào)大相位誤差容限）。在測量時，一般選擇Autorange自動定量程。樣品測量在AddNewMeasurnent中添加測量次數(shù)和樣品名稱然后點(diǎn)擊Add加入添加信息，之后即可MeausrmentControl欄中選中某個按Start進(jìn)行測量。后處理在Average欄可以按照管的類型，輸入平均后希望出現(xiàn)的名稱，選擇某幾次測量結(jié)果，點(diǎn)擊Average進(jìn)行平均；在Combine欄可以組合大管和小管的測量數(shù)據(jù)后點(diǎn)擊Combien進(jìn)行組合。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.繪出兩種材料的吸聲系數(shù)數(shù)據(jù)及曲線（按1/3倍頻程）。序號中心頻率（Hz）材料吸聲系數(shù)a1500.18212630.13763800.099241000.080051250.063461600.070072000.079482500.094393150.1117104000.1346115000.1596126300.1866138000.21821410000.24821512500.28361616000.32911720000.41801825000.5203

1931500.62232040000.66662150000.65912263000.6621[] AbsorptionCoefficient(AvgMeasurement,Small-A)[Hz][] AbsorptionCoefficient(AvgMeasurement,Large-A)[Hz][] AbsorptionCoefficient(AvgMeasurement,Combined-C)2.對測量結(jié)果的分析，改進(jìn)意見。由圖可以看出測試材料對低頻和高頻的聲波吸收系數(shù)很大，而對中頻聲波吸聲系數(shù)較小。為了提高測量的精度和準(zhǔn)確性，試件的形狀和大小應(yīng)該盡量與阻抗管保持一致，不能過大使材料擠壓變形，也不能有縫隙使聲音從縫隙中透過。在測量材料吸聲系數(shù)時可使用短脈沖，避免入射聲和反射聲疊加而產(chǎn)生干擾。六、討論思考題這種方法測量的吸聲系數(shù)和混響室法測量的