阻抗管法测量声学材料吸声系数

1、声学测量实验报告题 目 阻抗管法测量声学材料吸声系数专业名称 环境科学 学生姓名 刘 华 完成时间 2014.12.15 阻抗管法测量声学材料吸声系数一、实验目的掌握用阻抗管法测量吸声材料吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。二、实验要求1了解BK阻抗管4206型的结构原理及功能；2掌握Pulse 3560C测量声学材料的吸声系数的程序。三、实验环境1BK4206阻抗管套件2被测材料：海绵样品 直径100 3BK声学测量软件平台 9.04Pulse 3560C前端5功率放大器BK2716C6通用计算机及 M6k7声级计校准器4321四、实验内容、步骤实验内容：测量海绵样品(纳米材料或自选声学材料

2、)的吸声系数。测量系统如图1所示。图1 阻抗管测量吸声系数系统连接示意图 图2阻抗管测量原理示意图实验原理与方法：阻抗管测量材料吸声性能的原理是基于传递函数法。其原理是将宽带稳态随机信号分解成入射波pi和反射波pr，pi和pr大小由安装在管上的两个传声器测得的声压决定，如图2所示。其中s为双传声器的间距， l为传声器2至基准面（测量表面）的距离。入射波声压和反射波声压分别可写为： 式中，PI是基准面上pi的幅值，PR是基准面上pr的幅值。两个传声器位置处的声压分别为： 入射波的传递函数Hi为： (5) 其中s为两个传声器之间的距离, 反射波的传递函数Hr为： (6)总声场的的传递函数H12可由

3、p1、p2获得，并有PR = rPI (7)使用Hi、Hr改写上式 (8)反射系数r可通过测得的传递函数、距离s、l和波数k0确定。因此，吸声系数和阻抗率分别为： (9) (10) 实验步骤：1. 按图8.1连接并将大管接入系统，将双传声器BK4187与相应的专用测量电缆连接后，插入阻抗管相应的传声器位置处。安装时，先松开测量管上传感器插孔的锁紧螺母，然后将传声器轻轻插入孔内到指定位置，并锁紧螺母。传声器A插入位置2，传声器B插入位置3，不用的插孔用哑元封堵；同时将传声器A接入前端3通道，B接入前端4通道；前端输出通道1与BK2716C通道1输入端相连，对应得输出接入阻抗管的声源激励端；检查无

4、误后，打开计算机、功放及前端电源，注意功率放大器增益放至最小一档。2. 在PULSE软件平台的应用程序中，选择材料试验程序，点击大管并打开程序，进行相关设置：(1) 在Measurent栏输入合适的频率范围，在Front End栏中点击Connect Signal 对输入通道进行正确配置 ；(2) 对使用 Random信号激励声场的FFT分析，建议取较细的频谱分辨率，这样可以增大FFT分析的数据块长度； (3) 建议选择100次以上的线性平均以提高信噪比。 3.通道校准(每次必须执行，只在使用同一PULSE项目，同一序列号传声器，同一管子时可以跳过) 。取出4187麦克风对，使用4231校准器

5、，进行常规的幅值增益校准。4.信噪比测量 分别选择背景噪声测量和信号测量(建议按照先背景后信号的顺序进行)，系统将自动计算信噪比，如果在测量完成后没有警告出现，即可继续下一步 ；在测量时，建议选择Autorange自动定量程以避免发生过载 。5.传递函数修正 分别选择互换麦克风位置测量和正常麦克风位置测量(建议按先互换、后常规的顺序进行)，系统将自动完成修正(两次测量的传递函数作几何平均)。 如果在测量完成后没有警告出现即可继续下一步(在分析频率范围高达6.4kHz时，一般幅值误差均能满足容限差，但是可能出现相位误差超出容限值，这时可以返回第一步的设置栏，调大相位误差容限) 。在测量时，一般选

6、择Autorange自动定量程 。6.样品测量 在Add New Measurnent中添加测量次数和样品名称然后点击Add加入添加信息，之后即可Meausrment Control栏中选中某个按Start进行测量 。7.后处理 在Average栏可以按照管的类型，输入平均后希望出现的名称，选择某几次测量结果，点击Average进行平均 ；在Combine栏可以组合大管和小管的测量数据后点击Combien进行组合 。( 注意：Tube low表示是测量低频范围大管，Tube high表示是测量高频范围小管，不可以颠倒顺序) 。在Extract栏可以按照管的类型，从FFT频响法测量结果中合成1/

7、n倍频程方式的结果 最后在Result栏，在希望显示的函数名称前打钩，显示图形 。(注意：如果没有数据在图形上显示，可以在图形中央单击右键，选择属性，在Function页，选择Result函数组，在组中单击要显示的函数 -c 表示数据经过大小管的组合 -e 表示数据是从FFT线性谱合成为1/n倍频程方式 ) 8.报告存储 注意在Excel表格的左下角的多表格选项中存有各个函数结果。五、实验报告要求及计录、格式1.按1/3倍频程绘出两种材料的吸声系数数据及曲线。（1）1/3倍频程材料的吸声系数数据：频率（Hz）吸声系数频率（Hz）吸声系数0 0.00000 800 0.22612 100 0.05171 1000 0.27206 1300.05223 1250 0.33248 160 0.06056 1600 0.41802 200 0.07567 250 0.089063000.10495 400 0.13313 500 0.15942 6000.18033（2）1/3倍频程材料的吸声系数数据：频率吸声系数频率吸声系数00.0000010000.208901200.0324020000.410462000.0650430000.579663200.0969740000.671294000.11332500