阻抗管法与驻波管法吸声系数测量的对比

阻抗管法与驻波管法吸声系数测量的对比

材料吸声系数的测量方法有阻抗管法和驻波管法，驻波管法是比较经典的方法，整个系统所需要的设备基本相同（阻抗管/驻波管、功放、多通道采集器和PC机）。由于两种测量设备的测量原理不同，这两种设备在实际运用中有很大不同。

原理不同。阻抗管法原理：测试样品装在一只平直、刚性、气密的阻抗管的一端。管中的平面声波由无规噪声声源产生。在靠近样品的两个位置上测量声压，求得两个传声器信号的声传递函数，并通过此函数计算试件的法向入射复反射因素、法向入射吸声系数和声阻抗率。前面这些量都是作为频率的函数确定的。频率分辨率取决于采样频率和数字频率分析系统的测量记录长度。有用的频率范围与阻抗管的横向尺寸或直径及两个传声器之间的间距有关。不同尺寸或直径和间距组合，可得到不同的测量频率范围。测量方法采用双传送器法（采用固定位置上的两个传声器做测量）。驻波管法原理：管中声波传播的频率与管子横截面几何尺寸满足特定关系时，则只有沿管轴传播的平面波，平面波在材料表面反射回来，其结果是在管中建立了驻波声场，从材料表面算起管中出现了声压极大和极小的交替分布，利用可移动的探管传声器接收，在测试仪器上测出声压极大与极小的声级差（或极大值与极小值的比值）便可确定垂直入射吸声系数。虽然音频信号源输给扬声器的是单频电信号，但扬声器发出的并不一定是纯音，所以在接收端必须进行滤波才能除去不必要的高次谐波分量。由于要满足在管中传播的声波为平面波和必要的声压极大值、极小值数目，常设计有低、中、高频三种尺寸和长度的驻波管，分别适用于不同的频率范围。

测试软件不同。阻抗管法的吸声测量软件为多通道分析软件的一个模块，使用时需要插入1/3OCT和FFT来测量各频点的硬面吸声系数，以及特定频点下的失真值，以便确保测量前管子的密封性良好。 50 Hz~1 kHz为大管间距140mm；200 Hz~1.6 kHz为大管间距70mm，500 Hz~6.3 kHz为小管间距20mm；当数据重叠时，500 Hz以下以大管为准，500~1.6 k取平均值，2k~6.3k以小管为准。分析窗中需要设置参数，测试模式分为交换通道法和预先校准法，测试材料少时选用交换通道法，批量测量时可选用预先校准法。功能相比驻波管法要多很多，测量结果包括“传递函数”、“声反射因素”、“吸声系数”、“声导纳率”和“声阻抗率”。

可以记录保存各个样品的测量结果，以曲线的形式显示吸声系数，可以对各个样本的测量结果进行对比和合并。驻波管软件比较简单，只需设置好前端硬件属性后即可进行测量，通过1/3OCT分析窗，记录移动过程中各个频率点测得的极大值与极小值便可显示出对应的吸声系数。L管测试频率范围：90 Hz~2075 Hz ；S 管测试频率范围：1500 Hz~6641 Hz。选择的量程越精确计算的结果就越精确，多次测量后可以自动计算出测量的平均结果。

测试效率不同。阻抗管在前期的密封性确保好之后，接下来的测量就很简单，只需根据提示交换通道的传感器，测量结果自动计算出来。在批量测试时，预先校准法更能显示出其方便性，效率比较高。驻波管测量时，需要人为地移动推车来找到相邻的极大极小值，当测高频时，比较费时间，并且峰谷值不能人为的找的很精确，但是只要找到的峰谷值越接近，计算的吸声系数就越准确。相比之下驻波管法的测试效率要低很多。

分别用阻抗管法和驻波管法对同种海绵材料的吸声系数进行测量，各频率点测量的结果如下图所示：