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TD18696-1型駐波管吸聲系數(shù)測試儀

駐波管法吸聲系數(shù)與聲阻抗率測量
主要內(nèi)容引自GBJ88—85《駐波管法吸聲系數(shù)與聲阻抗率測量規(guī)范》，敘述了駐波管法所用的測量設(shè)備、測量方法、測量范圍和測量要求。
用于吸收空氣聲的吸聲材料和吸聲構(gòu)件。采用駐波管測量法向入射時的吸聲系數(shù)和法向聲阻抗率。
1測量基本設(shè)備
(1）測量裝置
駐波管測量的設(shè)備，應(yīng)由駐波管、聲源系統(tǒng)、探測器及輸出指示裝置等部分所組成，如圖25-2-2所示。

圖25-2-2駐波管測量設(shè)備典型裝置
待測試件和聲源裝置應(yīng)分別置于駐波管的兩端。試件表面應(yīng)與駐波管軸線互相垂直。
（2）駐波管
駐波管管內(nèi)的橫截面，一般應(yīng)采用圓形或正方形。截面面積應(yīng)均勻，其偏差不應(yīng)大于0.2%。
駐波管的管壁，應(yīng)以密實而且剛硬的材料制成。管壁的內(nèi)表面應(yīng)平滑，且無微細縫隙。
駐波管可劃分為兩段：一為試件段，供裝置試件用；另一為測試段，為駐波管主體。兩段的橫截面和壁厚必須完全相同，且應(yīng)同軸連接。
如試件段與駐波管主體為整體結(jié)構(gòu)，管壁上供裝卸試件用的通道，必須采用厚實的蓋板予以嚴密封閉；蓋板應(yīng)良好固定，其隔聲性能應(yīng)優(yōu)于或接近管壁的隔聲性能。
如試件段為筒式可裝卸結(jié)構(gòu)，開口端的端面必須平整，且能與駐波管的主體嚴密結(jié)合。閉口端的底板，應(yīng)以10mm以上的厚實材料制成，底板與側(cè)壁間應(yīng)緊配，并應(yīng)能在試件筒內(nèi)平滑移動，試件筒與駐波管主體間應(yīng)相對固定，管道連接部位的外側(cè)應(yīng)另加套管嚴密封閉。試件典型裝置的要求，可按附錄A執(zhí)行。
駐波管長度與圓截面內(nèi)徑或方截面邊長的比值，宜在10?15范圍內(nèi)。
駐波管應(yīng)安裝在地面或臺架上。采用可裝卸的試件筒時，試件筒應(yīng)另加支承裝置。
（3）聲源系統(tǒng)

聲源系統(tǒng)，應(yīng)由聲頻信號發(fā)生器、功率放大器、揚聲器等部分組成。
揚聲器應(yīng)裝置在與駐波管相連通的箱體內(nèi)。箱體的壁面，應(yīng)用厚實材料制成；壁面與揚聲器間，應(yīng)襯墊隔振材料；箱體內(nèi)，應(yīng)充填吸聲材料。
揚聲器箱可直接裝置在駐波管的末端，也可裝在45°或90°彎頭上。箱體與駐波管應(yīng)嚴密結(jié)合，并應(yīng)襯墊隔振材料，在連接部位，通道截面積應(yīng)沒有突變。
揚聲器必須以純音信號激發(fā)。激發(fā)信號，一般由聲頻信號發(fā)生器發(fā)生后應(yīng)經(jīng)功率放大再饋送至揚聲器。信號的頻率，應(yīng)采用1/3倍頻程系列的中心頻率。
在測試期間，純音信號的幅值和頻率，應(yīng)保持穩(wěn)定。同一次測量中，信號幅值的漂移，不應(yīng)大于0.2dB;頻率的漂移，不應(yīng)大于0.5%。
信號的頻率，應(yīng)能精確測量；其準確度，應(yīng)優(yōu)于1%。

2測量方法
(1)一般要求

駐波管的測量，必須先后在聲壓極大和聲壓極小兩處進行，然后作相對比較。一般應(yīng)先將探

測器移動到聲壓極大處進行調(diào)試，再把探測器移動到聲壓極小處進行測量。在移動過程中，聲源和接收系統(tǒng)的實驗條件，必須保持不變。
駐波管中聲壓極大值與極小值間的相對比值，即駐波比，由相應(yīng)接收信號的電壓相對比值來確定。
探測器的聲學(xué)中心處在試件表面位置時，應(yīng)把探測器的位置讀數(shù)作為測量移動距離的起點，一般可遵守附錄B的規(guī)定。探測器的聲學(xué)中心移動到聲壓第一極小處時的位置讀數(shù)，應(yīng)為試件表面至聲壓第一極小的距離；該距離宜以聲波半波長為單位來表示，相應(yīng)值即為相位因子，可按下式計算：
b=2ξ1/λ (25-2-15)
式中 b——試件表面至聲壓第一極小的距離，m;
λ/2——聲波半波長，m;
ξ1——相位因子，為試件表面至聲壓第一極小的距離與聲波半波長的相對比值。
測量相對法向聲阻抗率，應(yīng)觀察并記錄室溫。宜按下式確定空氣中的聲速：
c=331.3+0.6t (25-2-16)
式中c——空氣中的聲速，m/s;
t——室溫，℃。
對于給定的頻率，宜按下式確定聲波半波長：
λ/2=c/(2f)     (25-2-17)
式中f——給定頻率，Hz。
半波長也可由測量所得兩個相鄰聲壓極小間的距離來確定。
（2）吸聲系數(shù)的測量
①測試件的吸聲系數(shù)，應(yīng)測出各給定頻率的駐波比或其倒數(shù)。吸聲系數(shù)可根據(jù)下式計算：
A=4s/（s+1）2
A=4n/（n+1）2
式中a——吸聲系數(shù)；
s——駐波比，即聲壓極大值與極小值間的相對比值；
n——駐波比的倒數(shù)。
②測量時如直接讀出的是聲壓極大值與極小值間聲壓級之差，則吸聲系數(shù)可根據(jù)下式
計算:
a=4X10L/20/（1+10L/20）
式中 L——聲壓極大值與極小值間聲壓級之差，dB
駐波比或其倒數(shù)、聲壓級差與吸聲系數(shù)，也可按附錄C查得。
（3）法向聲阻抗率的測量
法向聲阻抗率一般為復(fù)量，宜以空氣特性阻抗為單位來表示，即宜以法向聲阻抗率與空氣特性阻抗的相對比值來表示，相應(yīng)值即為相對法向聲阻抗率，可按下式計算：
ξ=|ξ|exp(iΦ)
或 ξ=μ+jv
式中ξ——相對法向聲阻抗率；
|ξ|——相對法向聲阻抗率的模；
Φ——法向聲阻抗率輻角；
v——相對法向聲抗率；
μ——相對法向聲阻率。
測量試件的法向聲阻抗率，應(yīng)在按上節(jié)規(guī)定測量吸聲系數(shù)的同時，按25.2.4.2(1)③規(guī)定測量聲壓第一極小的位置，求出相應(yīng)的相位因子，然后按下列公式進行計算：

相對法向聲阻抗率的模

法向聲阻抗率的輻角

相對法向聲阻率
μ=|ξ|cosΦ
相對法向聲抗率
v=|ξ|sinΦ
25.2.4.3測量范圍(1)吸聲系數(shù)測量范圍①駐波管裝置能正常測量的吸聲系數(shù)范圍，應(yīng)根據(jù)空管駐波比確定?？展荞v波比為以剛硬反射面代替試件時測得的駐波比，通常以相應(yīng)的聲壓級差來表示。在給定的測量頻率，空管駐波比與對試件測量所得的相應(yīng)值相比較，至少應(yīng)高5dB。
②在正常測量頻率的范圍內(nèi)，駐波管裝置能正常測量的吸聲系數(shù)，可遵守表25-2-6的規(guī)定。
表25-2-6駐波管的吸聲系數(shù)

在測量頻率的范圍內(nèi)，駐波管的空管駐波比起伏較大時，可將頻段細分，然后進行分段評價。
(2)測量頻率范圍
①測量頻率的上限，應(yīng)根據(jù)駐波管截面的形狀和幾何尺寸確定。在正常測量情況下，測量頻率的上限可，可按下列公式計算：
圓管
f1=1.84c/πD
方管
f1=c/2D
式中f1——正常測量頻率上限，Hz;
c——空氣中聲速，m/s;
D——圓截面內(nèi)徑或方截面邊長，m。
②當探測器裝置符合25.2.4.1(4)③規(guī)定的要求時，測量頻率的上限，可按下列公式計算：
圓管
f'1=3.83/π×c/D
方管
f'1=c/D
式中：f'1——容許測量頻率上限，Hz。
測量頻率的下限，應(yīng)根據(jù)駐波管測試段的有效長度確定。在正常測量情況下，應(yīng)保證駐波管內(nèi)至少有一個聲壓極大和一個聲壓極小。測量頻率的下限，可按下式計算：
f2=c/2l          (25-2-31)

式中f2——正常測量頻率下限，Hz;
l——駐波管有效測試長度，m。
在很低頻率，如在駐波管內(nèi)不能測到一個聲壓極大，但仍可測到一個聲壓極小，可按附錄D的方法進行測量，容許使用的測量頻率下限，可擴展到一個倍頻程左右。
25.2.4.4測量要求
(1)試件的制備與安裝①試件應(yīng)從待測吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)中隨機取樣而得。同一批材料或結(jié)構(gòu)中至少應(yīng)制備三個試件。
試件截面的形狀和面積，應(yīng)與駐波管截面相同。對于較大試件，可用若干相同的單元組合而成。采用試件筒時，也可使用面積大于駐波管截面的薄板狀試件，不過這時必須保證試件外側(cè)的嚴密封閉。典型試件的裝置可遵守附錄A的規(guī)定。
試件的表面應(yīng)平整。對于松散材料，應(yīng)有透聲的護面裝置，其透聲面積應(yīng)占總面積的30%以上。對于尖劈形吸聲結(jié)構(gòu)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)頂端取一假想平面作為試件表面。
試件應(yīng)可靠地固定在駐波管內(nèi)，試件側(cè)面緊貼管壁，但不應(yīng)受擠壓而使它變形。必要時試件的側(cè)面與管壁間的縫隙，應(yīng)采取適當?shù)拿芊獯胧?/span>
當要求試件具有剛性背面時，試件背面必須平整并與駐波管底板緊貼。底板與駐波管側(cè)壁間應(yīng)密閉。
當要求試件背后留有空腔時，應(yīng)使試件背面和底板間的空氣層保持給定的厚度。