阻抗管法测量声学材料吸声系数

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1、实验八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Pulse3560C测量声学材料的吸声系数的程序。三、实验环境1.BK4206阻抗管套件2.被测材料：海绵样品直径100㎜3.BK声学测量软件平台9.04.Pulse3560C前端5.功率放大器BK2716C6.通用计算机及M6k7.声级校准器4321四、实验内容、步骤1.实验内容：测量海绵样品(纳米材料或自选声学材料)的吸声系数。测量系统如图8所示。图8.1阻抗管测量吸声

2、系数系统连接示意图2.实验原理：组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8.2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：图8.2阻抗管测量原理示意图X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：其中s为两个传声器之间的距离,反射波的传递函数Hr为：总声场的的传递函数H12可由p1、p2获得，并有PR

3、=rPI使用Hi、Hr改写上式反射系数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：1.实验步骤：a.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；检查无误后，打开计

4、算机、功放及前端电源，注意功率放大器增益放至最小一档。b.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.c.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，进行常规的幅值增益校准。d.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。e.传递函数修正分别选择互换麦克风

5、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，一般选择Autorange自动定量程。f.样品测量在AddNewMeasurnent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MeausrmentControl栏中选中某个按Start进行测量。a.后处理在Average

6、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。一、实验结果1.绘出两种材料的吸声系数数据及曲线（按1/3倍频程）。序号中心频率（Hz）材料吸声系数α1500.18212630.13763800.099241000.080051250.063461600.070072000.079482500.094393150.1117104000.1346115000.1596126300.1866138000.21821410000.

7、24821512500.28361616000.32911720000.41801825000.52031931500.62232040000.66662150000.65912263000.66211.对测量结果的分析，改进意见。由图可以看出测试材料对低频和高频的声波吸收系数很大，而对中频声波吸声系数较小。为了提高测量的精度和准确性，试件的形状和大小应该尽量与阻抗管保持一致，不能过大使材料挤压变形，也不能有缝隙使声音从缝隙中透过。在测量材料吸声系数时可使用短脉冲，避免入射声和反射声叠加而产生干扰。一、讨论思考题这种方法测量的吸声系数和混响室法

8、测量的吸声系数有什么区别？各有什么优缺点？混响室法测得的是无规人射吸声系数，它能用于测试横向和法向有明显不同结构的材料的吸声系数，但要求较大面积的测试