阻抗管法测量声学材料吸声系数
阻抗管法测量水下吸声系数的系统误差分析
阻抗管法测量水下吸声系数的系统误差分析孙阳;华波【摘要】Measuring the sound absorption coefficient by impedance tube method is an important step in the development of underwater sound absorption materials. The experimental results are more persuasive compared with the theoretical and simulation results. However, the system errors caused during the preparation and installation of the sample are often ignored, which will affect the reliability of the experimental results. In order to reduce system errors, three possible factors that may cause system errors are proposed in this paper, including slit width, verticality and surface finish. The finite element simulation experiment environment of underwater sound absorption coefficient measurement by transfer function method is established and its correctness is verified. The influences of the related parameters on the sound absorption coefficient of rubber are studied and then the limitations of the parameters under a certain error range are given. The achieved conclusions are of reference value for reducing the measurement error and improving reliability of experimental results.%利用阻抗管法测量吸声系数是水下吸声材料研制过程中的重要环节,实验测量结果相比理论计算结果更具说服力.然而在待测样品的制备和安装过程中容易引入的系统误差往往被忽略,从而影响实测结果可信度.为了降低系统误差,该文提出缝隙宽、垂直度和光洁度三种可能引入系统误差的因素,搭建传递函数法水下吸声系数测量的有限元模拟实验环境并验证仿真计算算法的正确性,研究相关参量对橡胶吸声系数的影响规律,并给出一定误差下对相关参量的限制要求.所得结果对降低测量误差、提升实测结果可信度具有一定参考价值.【期刊名称】《应用声学》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】11页(P540-550)【关键词】水下吸声系数;阻抗管法;系统误差;有限元【作者】孙阳;华波【作者单位】北京林业大学理学院北京 100083;中国船舶工业系统工程研究院北京 100094【正文语种】中文【中图分类】O4271 引言在水下吸声材料研制和吸声结构设计的过程中，吸声系数的测量是一个关键环节，能够快速、有效地评估出吸声材料或结构的吸声性能[1]。
驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范
更新规范 中华人民共和国国家标准驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范GBJ 88-85主编单位：同济大学批准部门：中华人民共和国国家计划委员会施行日期：1986年6月1日关于发布《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》的通知计标〔１９８６〕０４号根据原国家建委（８１）建发设字第５４６号通知的要求，由全国声学标准化技术委员会负责归口组织，具体由同济大学会同有关单位编制《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》，已经全国声学标准化技术委员会会审。
现批准《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》ＧＢＪ８８—８５为国家标准，自一九八六年六月一日起施行。
本规范具体解释等工作由同济大学负责。
国家计划委员会1985年12月31日编制说明本规范是根据原国家基本建设委员会（８１）建发设字５４６号文的要求，由全国声学标准化技术委员会委托同济大学负责编制的。
在本规范的编制过程中，编制单位调查研究了国内有关单位的实践经验和研究成果，收集并分析了国外同类测量标准及有关技术资料，对一些重要内容作了较系统的对比试验以及相应的理论分析，提出了规范征求意见稿。
广泛征询了国内各有关单位的意见，并召开了座谈会，经反复修改提出了送审稿。
经全国声学标准化技术委员会建筑声学分委员会讨论同意，最后由全国声学标准化技术委员会审查定稿。
本规范共五章及七个附录。
内容包括：测量设备、测量方法、测量范围和测量要求。
在本规范施行过程中，希各单位注意积累资料，认真总结经验，如发现有需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄交同济大学声学研究所，以供今后修订时参考。
同济大学1985年12月更新规范 第一章 总则第 １．０．１条 为了统一驻波管测量，便于测量数据的相互比较，特制订本规范。
第１．０．２条 本规范适用于吸收空气声的吸声材料和吸声构件。
采用驻波管测量法向入射时的吸声系数和法向声阻抗率。
更新规范 第二章 测量基本设备第一节 测量装置第２．１．１条 驻波管测量的设备，应由驻波管、声源系统、探测器及输出指示装置等部分所组成，如图２．１．１所示。
阻抗管法测量声学材料吸声系数
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Pulse 3560C 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. Pulse 3560C 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。
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p i 和反射波p r ， p i 和p r大小由安装在管上的两个传声器测得的图8.1 阻抗管测量吸声系数系统连接示意声压决定，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：0jk xi Ip Pe = 0jk x r R p P e -=式中，P I 是基准面上p i 的幅值，P R 是基准面上p r 的幅值。
两个传声器位置处的声压分别为：00()()1jk s l jk s l I Rp Pe P e +-+=+ 002jk l jk lI R p Pe P e -=+入射波的传递函数Hi 为：021jk s ii ip H e p -==其中s 为两个传声器之间的距离, 反射波的传递函数Hr 为：021jk s rr rp H e p == 总声场的的传递函数H 12可由p 1、p 2获得，并有P R = rP I0000212()()1jk l jk ljk s l jk s l p e re H p e re-+-++==+使用Hi 、Hr 改写上式02()1212j k s l i r H H r e H H +-=-反射系数r 可通过测得的传递函数、距离s 、l 和波数k 0确定。
阻抗管工作原理和使用
配置清单
用户需自备计算机一台，要求1G以上主频，1G以上内存，windows XP操作系统。
吸声测量操作过程
准备工作 第一步：连接
硬件，连接 图如右图所 示
图中连线： （1）AWA6290B的信号发生器端口通过BNC线相连与AWA5871的“Input”端口； （2）AWA5871的“Output”端口（功率放大）通过功放线相连与驻波管的扬声器； （3）AWA6290B的信号采集通道1通过BNC头与传声器1相连；
数。
测量结果之传递函数
曲线越光滑表示测试的效果越好。
测量结果之吸声系数
如果测试材料为铝板，则吸声系数基本上小于0.1。测试的吸声系数越小越好，越小表 示铝板的反射性能好（这是验证阻抗管性能的方法之一）
测量方法二：预先校准法
预先校准法主要用于批量材料测试，一 般在测量之间先校准校准因素。
以大管为例，使用传声器间距为 70mm（靠吸声材料端的那两个）。
什么是传递函数？
在电路或控制系统理论中，将输出量y(t)的拉普
拉斯变换Y(s)与输入量x(t)的拉普拉斯变换X(s)之
比定义为传递函数。 G(s)
Y (s)
X (s)
如果令s=jw，传递函数可以用频率响应法表示，
即
G( jw) Y ( jw) X ( jw)
我们公司采用的传递函数，定义为输入与输出信号的互功率谱与输入的
注意事项
尽量保证没有漏声的孔和缝，如果有可用粘合 剂密封（硅脂等），阻抗管最好有防止外界噪 声或振动传入的隔声隔振处理（如橡胶垫）。
阻抗管中空气柱的共振总是会发生的。建议在 阻抗管内靠近扬声器的部位铺设至少200mm长 的有效吸声材料抑制这些共振。
信号幅度的选定。测量时，所有感兴趣的频率 的信号幅度都应至少比背景噪声高40dB。有些 频率范围可以通过信号发生器软件中的均衡功 能，提高信噪比。
【VIP专享】阻抗管法测量声学材料吸声系数
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Pulse 3560C 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.Pulse 3560C 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。
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p i 和反射波p r ， p i 和p r大小由安装在管上的两个传声器测图8.1 阻抗管测量吸声系数系统连接示意得的声压决定，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：0jk xi I p P e =0jk xr R p P e-=式中，P I 是基准面上p i 的幅值，P R 是基准面上p r 的幅值。
两个传声器位置处的声压分别为：00()()1jk s l jk s l I R p P e P e +-+=+002jk l jk lI R p P e P e -=+ 入射波的传递函数Hi 为：021jk sii ip H e p -==其中s 为两个传声器之间的距离, 反射波的传递函数Hr 为：021jk s rr rp H e p ==总声场的的传递函数H 12可由p 1、p 2获得，并有P R = rP I0000212()()1jk l jk ljk s l jk s l p e re H p e re -+-++==+使用Hi 、Hr 改写上式02()1212j k s l i r H H r eH H +-=-反射系数r 可通过测得的传递函数、距离s 、l 和波数k 0确定。
阻抗管工作原理和使用-测量吸声系数和传声损失
有关定义
々法向入射吸声系数（ ）。
法向入射平面波进入试件表面的声功率与入射声 功率的比值。
々法向入射声压反射因素（ r ）
基本面上法向入射平面波的反射波振幅与入射波 振幅的复数比值。 々声阻抗率（Zs ）
技术参数
AWA8551型阻抗管
组成：声源、内径100 mm声源管、内径100 mm试件管、内径29 mm声源管、内径29 mm试 件管。
内径100 mm声源管上传声器位置有三个， 两传声器的间距分别为70mm，140mm，频率下 限分别对应到100 Hz、50 Hz；近传声器到被测 试件的距离为100mm。测量频率范围是50 Hz到 1.6 kHz。试件管有效长度200mm。
阻抗管根据管径及用途不同又分为：
AWA8551型阻抗管，AWA8551A型阻抗管， AWA8551T型传递损失管，AWA8551AT型传递损 失管。
主要特点
符合标准：GB/T 18696.2-2002（ISO 10534-2:1998） 《声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分 传 递函数法》
测量方法一：交换通道法
用于测试样品比较少的情况。测试时， 需要交换两个传声器的位置。交换的目的 主要是相位校准
软件启动-插入吸声系数测量
属性设置
基本属性设置完后，首先点击软件菜 单下的“start”按钮，启动软件，然 后点击“吸声系数测量分析窗”左上 角按钮“start”启动测量。测量完后， 根据提示，交换两个传声器的位置， 继续点开始测量交换通道后的传递函
传递函数法吸声测量理论
传递函数法吸声系数测量系统介绍
阻抗管工作原理和使用-测量吸声系数和传声损失共48页
Байду номын сангаас 46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
阻抗管工作原理和使用-测量吸声系数 和传声损失
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
阻抗管工作原理和使用-测量吸声系数和传声损失
阻抗管法测吸声系数原理
阻抗管法测吸声系数原理
嘿，朋友！今天咱就来聊聊这超有意思的阻抗管法测吸声系数原理！
你知道吗，这就像是一场声音的奇妙冒险！把声音想象成一个调皮的小精灵，它在管道里蹦跶。
阻抗管就是这个精灵的游乐场，而我们就是要搞清楚它在里面玩得有多嗨！
比如说，当声音跑进阻抗管的时候。
哎呀呀，这就像一个小冒险家进入了一个神秘的洞穴。
我们通过各种巧妙的手段，去观察这个小精灵在里面是怎么闹腾的，怎么被材料吸收或者反射的。
这多有趣啊！
再想想看，吸声系数就像是小精灵被抓住的概率！有些材料就像一张大网，能把小精灵牢牢抓住，那吸声系数就高呀。
而有些材料呢，小精灵就能轻易逃脱，吸声系数自然就低了。
嘿，朋友，你能想象出那场景吗？然后呢，我们用专门的仪器和方法，就像拥有了一双超级眼睛，能看清小精灵的一举一动。
我们能准确地知道它在不同材料面前的表现，得出精确的吸声系数。
哇塞，这真的是太神奇了吧！这种探索的过程，就跟侦探破案一样刺激！我们在寻找着声音的秘密，一点点地揭开那神秘的面纱。
总之啊，阻抗管法测吸声系数原理真的是一个让人着迷的领域。
它让我们能更深入地了解声音和材料之间的奇妙关系，也为我们创造更好的声学环境提供了有力的工具。
这难道不是超级棒的吗？！所以说，一定要好好去探索这个有趣的世界呀！。
驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范
更新规范 中华人民共和国国家标准驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范GBJ 88-85主编单位：同济大学批准部门：中华人民共和国国家计划委员会施行日期：1986年6月1日关于发布《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》的通知计标〔１９８６〕０４号根据原国家建委（８１）建发设字第５４６号通知的要求，由全国声学标准化技术委员会负责归口组织，具体由同济大学会同有关单位编制《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》，已经全国声学标准化技术委员会会审。
现批准《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》ＧＢＪ８８—８５为国家标准，自一九八六年六月一日起施行。
本规范具体解释等工作由同济大学负责。
国家计划委员会1985年12月31日编制说明本规范是根据原国家基本建设委员会（８１）建发设字５４６号文的要求，由全国声学标准化技术委员会委托同济大学负责编制的。
在本规范的编制过程中，编制单位调查研究了国内有关单位的实践经验和研究成果，收集并分析了国外同类测量标准及有关技术资料，对一些重要内容作了较系统的对比试验以及相应的理论分析，提出了规范征求意见稿。
广泛征询了国内各有关单位的意见，并召开了座谈会，经反复修改提出了送审稿。
经全国声学标准化技术委员会建筑声学分委员会讨论同意，最后由全国声学标准化技术委员会审查定稿。
本规范共五章及七个附录。
内容包括：测量设备、测量方法、测量范围和测量要求。
在本规范施行过程中，希各单位注意积累资料，认真总结经验，如发现有需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄交同济大学声学研究所，以供今后修订时参考。
同济大学1985年12月更新规范 第一章 总则第 １．０．１条 为了统一驻波管测量，便于测量数据的相互比较，特制订本规范。
第１．０．２条 本规范适用于吸收空气声的吸声材料和吸声构件。
采用驻波管测量法向入射时的吸声系数和法向声阻抗率。
更新规范 第二章 测量基本设备第一节 测量装置第２．１．１条 驻波管测量的设备，应由驻波管、声源系统、探测器及输出指示装置等部分所组成，如图２．１．１所示。
驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范
第25. 输出的指示装置,一般应由信号. 条 接收信s自探测器馈送至输出指示装I的 N
电缆,必须采用屏蔽 电缆
I试作段为简式可装卸结构,7 1端的端面必须平整, I I 11 - F能与引波管的主体严密结合.闭口端的底板.应以1毫米 I 0 以卜 ' 的1实材料制成.底板与侧壁间应紧配,井应能在i体 , ' t
筒内平i移劝.i件简与 n A 驻波管主休间应相对(定,芳道连 d
接部位的外侧应 另加套管严密封闭.试件典烈装 R的要求 可按附录 执 行
第 253 .. 条 在侧试期间,信号放大器的工作状态,应 保持稳定.同 一 次测量中,放大器增益的漂移 不应大十 . 02 分贝.在正常 I 作状态,放大器的失弃度,不应 人十 % 3 第 254 条 衰减器应能连续地或分档地改变信号的相
第 322 条 侧量时如直接读出的是声压极大值 i .. 极小 谊间声压级之差,则吸声系数可根据下式计算
(3 2 2) .. a 二万 石厂U 走吕 茂中 L - 声压极大值与极小值间声压级之差 ( 贝 ) 分 条 驻波比或其倒数,声压级差与吸声系敌, 第 323 .
等) :也可 借助经标定的衰减器,改变接收信号的强弱,使
对强弱.分档的衰减器,应预 先标定,其侧 缝的堆确度.应
优 于 . 分 贝. 02
第 224 . 条 驻波竹 长度与I截面内径或方截面边长的 % 9
比伙,' 改存I 一1范围内 . 1 7 ,
筑255 滤波器对偏离中心颇 率为一倍 频 程 的领 .. 条
率,衰减量应增 大 0 3分贝以上.当探测器在驻波管内声压级
号文的 要求,由全 学标准化技术 国声 委员 会委托同济大 学负
责编制的.
驻波管法测吸声系数实验指导书
实验一驻波管法测量吸声材料垂直入射的吸声系数实验指导书一、实验目的掌握用阻抗管法（驻波比法）测量吸声材料的吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。
被测试件：海绵或腈纶毛毡二、实验要求1．了解阻抗管的结构原理及功能。
2．掌握AWA6122A驻波管测量吸声材料的吸声系数的程序。
3、实验过程和要求参照GB/T18696.1-2004《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第一部分：驻波比法》。
三、实验环境1．AWA6122A驻波管及测试软件2．被测材料：海绵样品或腈纶毛毡大管直径960㎜，小管直径300㎜。
3．信号输出：（1）频率范围：100Hz～10kHz，频率误差<0.1%，±0.33Hz。
（2）信号源输出电压：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。
（3）频率点：按1/96倍频程可选。
4．幅度测量：（1）频率范围：0.02～20kHz，频响≤±0.2dB（以1kHz为基准）。
（2）幅度范围：35dB～+136dB。
（3）内置频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。
5．使用环境：+10～+35℃，相对湿度小于70%。
6.电源：50Hz，220V±10%。
7.通用计算机及打印机8.声级校准器：四、实验内容1、实验装置整个实验系统由计算机、显示器、信号源、测量放大器、测试话筒等五部份组成。
机内自动进行线路校正，性能相当稳定。
能根据测量到的峰谷值计算吸声系数值，并能显示吸声系数值与频率刻度的坐标曲线。
仪器的输出信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。
数据和曲线可以打印输出。
驻波管装置如图1：L 管(大管测低频)：Ф96x1000 (mm) 频率范围：90Hz~2075HzS 管(小管测高频)：Ф30x350 (mm) 频率范围：1500Hz~6641Hz图1驻波管的结构及测量装置简图2、测量内容测量海绵样品腈纶毛毡的吸声系数。
3、实验原理吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量，它被定义为：被吸声材料吸收的声能和入射声能之比，通常用符号a 表示。
阻抗管法测量材料隔声系数
实验 阻抗管法测量声学材料隔声量一、实验目的掌握用阻抗管法测量吸声材料隔声量的原理及操作方法。
二、实验要求1．了解 BK 阻抗管 Type 4206 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1．BK4206 阻抗管套件2．被测材料：海绵、玻璃、钢丝。
3．BK 声学测量软件平台 9.0 4．Pulse 3560C 前端 5．功率放大器 BK2716C 6．通用计算机及 M6k 7．声级校准器 4321四、隔声测试原理及步骤声场再现在这个方法中，假定驻波管的上游和下游段的声场可以由正、负两个方向的平面波的叠加来很好地近似。
在频域中，声场的上游声压可以用下式表示：jkxjkx up P AeBe -=+ （1a ） 下游声压可以用式（1b ）表示：j k x j kd o w nP C e D e -=+ （1b ） 式中：k 表示周围声波的波数；up P 和down P 表示合成声压；系数A —D 表示图1各位置处的声压振幅。
需要注意的是j t e ω+符号约定已经被采纳并应用于整个过程中。
图3 驻波管示意图四个测试位置1x —4x 处的复合声压可由以下各式表示：111jkx jkx P AeBe -=+ （2a ） 222jkx jkx P Ae Be -=+ （2b ）333jkx jkx P CeDe -=+ （2c ） 444jkx jkx P Ce De -=+ （2d ）在四点声压测试中，方程（2a ）到（2d ）产生的四个系数A 到D 可表示为：()()2112122sin jkx jkx j Pe P e A k x x -=- （3a ）()()1221122sin jkx jkx j P e Pe B k x x ---=- （3b ）()()3434342sin jkx jkx j P e P e C k x x -=- （3c ）()()3443342sin jkx jkx j P e P e D k x x ---=- （3d ）B. 传递矩阵公式复系数A 至D 可以被用于计算被测样品两个表面处的声压和波速。
阻抗管工作原理和使用测量吸声系数和传声损失48页PPT
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
阻抗管工作原理和使用测量吸声系数和 传声损失
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
பைடு நூலகம்
阻抗管工作原理和使用测量吸声系数和传声损失共48页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
阻抗管工作原理和使用测量吸声系数 和传声损失
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。Fra bibliotek•8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
驻波管法测吸声系数实验指导书
实验一驻波管法测量吸声材料垂直入射的吸声系数实验指导书一、实验目的掌握用阻抗管法（驻波比法）测量吸声材料的吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。
被测试件：海绵或腈纶毛毡二、实验要求1．了解阻抗管的结构原理及功能。
2．掌握AWA6122A驻波管测量吸声材料的吸声系数的程序。
3、实验过程和要求参照GB/T18696.1-2004《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第一部分：驻波比法》。
三、实验环境1．AWA6122A驻波管及测试软件2．被测材料：海绵样品或腈纶毛毡大管直径960㎜，小管直径300㎜。
3．信号输出：（1）频率范围：100Hz～10kHz，频率误差<0.1%，±0.33Hz。
（2）信号源输出电压：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。
（3）频率点：按1/96倍频程可选。
4．幅度测量：（1）频率范围：0.02～20kHz，频响≤±0.2dB（以1kHz为基准）。
（2）幅度范围：35dB～+136dB。
（3）内置频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。
5．使用环境：+10～+35℃，相对湿度小于70%。
6.电源：50Hz，220V±10%。
7.通用计算机及打印机8.声级校准器：四、实验内容1、实验装置整个实验系统由计算机、显示器、信号源、测量放大器、测试话筒等五部份组成。
机内自动进行线路校正，性能相当稳定。
能根据测量到的峰谷值计算吸声系数值，并能显示吸声系数值与频率刻度的坐标曲线。
仪器的输出信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。
数据和曲线可以打印输出。
驻波管装置如图1：L 管(大管测低频)：Ф96x1000 (mm) 频率范围：90Hz~2075HzS 管(小管测高频)：Ф30x350 (mm) 频率范围：1500Hz~6641Hz图1驻波管的结构及测量装置简图2、测量内容测量海绵样品腈纶毛毡的吸声系数。
3、实验原理吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量，它被定义为：被吸声材料吸收的声能和入射声能之比，通常用符号a 表示。
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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
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9.0
4．Pulse 3560C前端
5．功率放大器BK2716C
6．通用计算机及M6k
7．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)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：
0jk x i I p P e = (1)
0jk x r R p P e -=
(2)
式中，P I 是基准面上p i 的幅值，P R 是基准面上p r 的幅值。
两个传声器位置处的声压分别为：
00()()1jk s l jk s l I R p P e P e +-+=+
(3)
021jk s i
i i
p H e p -=
= (4)
入射波的传递函数Hi 为：
021jk s i
i i
p H e p -=
= (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：
021jk s r
r r
p H e p =
= (6)
总声场的的传递函数H12可由p1、p2获得，并有PR = rPI
0000212()
()
1jk l jk l
jk s l jk s l p e re H p e re -+-++==+ (7)
使用Hi 、Hr 改写上式
02()
1212
j k s l i r H H r e
H H +-=
- (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：
2
1r
α=- (9)
11r
z c r ρ+=
- (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，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/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
130 0.05223 1250 0.33248
160 0.06056 1600 0.41802
200 0.07567
250 0.08906
300 0.10495
400 0.13313
500 0.15942
600 0.18033
（2）1/3倍频程材料的吸声系数数据：
六、实验注意事项
1.安装样品时，不要和后板之间留有间隙，否则曲线上会出现吸收峰；
2.交叉校准时，完全松开固紧螺栓，轻轻拿出传声器，然后再轻轻固紧。