水声材料声振特性的驻波管测量方法

提出了一种基于驻波管的测量方法,以获得水声材料在静水压条件下的声学和振动特性参数。设计了带有气压补偿功能的低频发射换能器,作为驻波管的声源,通过水柱将换能器的平面活塞振动耦合到水面下的被测样品。在被测样品背衬上安装加速度计,测量样品背面振速;同时在管壁中嵌入一对水听器,测量水柱声压。导出样品声波入射面的振速和声压,进而计算出样品前表面和背衬面之间的振速传递系数(去耦系数)、样品的输入阻抗和声压反射系数。建立低频驻波管测试系统,声管尺寸为内径300 mm、外径600 mm、高3 m,工作频率范围100~1000 Hz,利用水层样品和多层穿孔橡胶样品开展了实验研究。实验结果显示,测量数据与仿真计算数据吻合较好,验证了测量方法的有效性。

数值计算法实现同振式矢量水听器驻波管中灵敏度修正

大尺寸的矢量水听器在驻波管中进行灵敏度校准时会引起校准声场分布不均匀,使得灵敏度校准结果出现较大误差。在无法获取校准声场准确的解析表达式情况下,以实际驻波管校准装置为原型,建立声场仿真分析模型,通过数值计算得到矢量水听器和参考标量水听器的声压和加速度量值,并结合灵敏度校准公式和参考值导出灵敏度修正因子。利用修正因子,对不同尺寸矢量水听器灵敏度测试结果修正以后,与参考值最大绝对误差减小到2.0 dB下。结果表明数值计算法能有效减小非均匀声场引起的大尺寸矢量水听器灵敏度校准误差,扩展了矢量水听器驻波管校准装置的测试对象。

突变截面驻波管和极高纯净驻波场的实验研究

突变截面驻波管属于失谐驻波管,即其高阶共振频率不是一阶共振频率的整数倍。通过对STAS的优化设计,利用STAS的失谐性质在一阶和二阶共振频率下激励分别获得了180 dB和177 dB的极高纯净驻波声场。尽管声压级已经很高,但在接下来的对一阶和二阶共振频率激励下的声波波形畸变和谐波饱和情况进行的实验研究中仍然没有观察到谐波饱和现象。与此同时,对三阶共振频率激励下的声场进行了实验研究,由于三阶共振频率激励下的大振幅非线性声场的二次谐波频率接近六阶共振频率,在声压级达到170 dB时观测到了三阶共振频率激励下的声波波形畸变和谐波饱和现象。

水声材料低频声性能的驻波管测量

介绍一种用于水声材料低频声性能测量的驻波管测试系统。该系统采用双水听器传递函数法来测量材料样品在背衬下的低频反射系数 ,测量频率低于 1kHz,管子的内径为 85mm。文中首先对测量方法和系统构成作必要的说明 ,然后对水 空气自由界面的反射系数进行测量来验证本系统的测量方法 ,通过对均匀橡胶材料样品的测量 。

传递矩阵-驻波管法研究材料隔声性能

从材料内部声场变化以及材料外部声场变化2个方面研究了材料的隔声性能。首先利用传递矩阵法详细分析了层合复合材料的隔声特型,理论推导了垂直入射平面波声压透射系数和隔声量随密度、声速、厚度以及频率变化的关系式。从实际测试的角度介绍了对材料进行隔声量测试的四通道传声器驻波管法原理,并对其使用的数学计算公式进行了推导。在理论与实际的基础上,分别对一定厚度的钢板和复合材料进行了理论仿真计算和实验测试,结果表明二者基本吻合。

驻波管法四传声器测量隔声量的误差分析

通过对驻波管四传声器测量隔声量的研究,发现波数与传声器间距之积(ks)对于隔声量计算误差具有一定的影响.进而从误差传递的角度出发,对方程组的条件数进行全面分析,找到了测量误差在求解过程中放大较小时,波数与传声器间距之积应满足(0.3+n)π≤ks≤(0.7+n)π,n=0,1,2,…的条件.同时,提出了一种通过测量误差对计算误差进行估计的方法,并从概率的角度对测量误差σ分别为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 dB进行了分析,得到了相应的隔声量计算误差的期望为0.5、1.5、2.6、3.7、4.9 dB,从而为传声器的选择和间距布置提供一种依据.

锥形渐变截面驻波管及其极高纯净驻波场的实验研究

锥形渐变截面驻波管是用锥形管代替突变截面驻波管突变截面部分的驻波管。为对比研究锥形渐变截面驻波管与突变截面驻波管的声学及其极高纯净驻波场性质,首先借助传递矩阵,对锥形渐变截面驻波管的声学性质进行了实验研究。研究表明,与突变截面驻波管一样,锥形渐变截面驻波管也属于失谐驻波管。利用其失谐性,在一阶共振频率激励下,锥形渐变截面驻波管获得了181dB的极高纯净驻波场。在对锥形渐变截面驻波管和等长的突变截面驻波管的驻波饱和性质进行对比实验研究后发现,在一阶共振频率下,锥形渐变截面驻波管不仅能很好地抑制管内驻波场高次谐波的增长,而且能有效地降低管内驻波场的能量损耗,在相同扬声器激励电压下获得声压级更高的大振幅纯净驻波场。实验研究还发现,在三阶共振频率激励下,锥形渐变截面驻波管的大振幅驻波场三次谐波频率接近声压级传递函数谷值对应的声源端七阶阻抗共振频率,三次谐波随基波快速增长并表现出趋于二次谐波的饱和性质。

驻波管测试仪测量金属橡胶吸声性能误差分析

驻波管测试仪是用于测量材料吸声性能的专用仪器,利用该仪器对金属橡胶吸声性能进行测量,使测量结果满足金属橡胶吸声性能实验研究的精度要求,且便于材料实验结果的误差分析,需对驻波管测试仪进行检测和调试。借助于吸声性能参数的理论计算公式,分析了AWA6122A型驻波管测试仪的主要误差来源,分别检测了各主要误差源的误差大小,确定了提高测量精度的方法,为金属橡胶吸声性能的实验研究提供基础,也为同类仪器的检测提供了方法。

驻波管中介质板复透射系数的修正计算方法

为提高驻波管中复反射、复透射系数测试精度,基于驻波管中四传感器法,分析了透射管内透射反射波对测试精度的影响,推导出经修正的单层和多层介质板的复反射、复透射系数计算公式.通过对有机玻璃的测试,比较了透射管开口末端和吸声末端对测量结果的影响;通过对海绵与人造革复合结构的测试,比较了声波正、反向入射对复透射系数的影响.实验结果表明,修正公式能够提高驻波管中单层或多层介质板的复反射、复透射系数测试精度,降低对透射管末端吸声性能的要求.对多层均匀介质板,正、反两方向上的正入射复透射系数相同.

驻波管中隔声量的四传感器测量法

本文研究了驻波管中隔声量测试的一种新方法———四传感器测试法。它可以有效地消除透声部分末端反射波,尤其能提高低频段隔声量的测试精度。本文推导了四传感器法的隔声量计算公式,并进行了实验验证和分析。结果表明:采用四传感器法可更加精确地测定小样品垂直入射时的隔声量。

驻波管中的隔声量测试方法

本文探讨了在驻波管中采用吸声末端的小试样垂直入射隔声量测试方法 ,提出了驻波分离法 ,与直接比较法的测试结果进行了比较 ;并根据实验探讨了吸声末端的吸声性能对隔声量测试的影响。实验结果指明 ,吸声末端的吸声系数大于 0 .99时可使隔声量测试误差小于± 1dB。驻波分离法可提高测试精度 。

吸声尖劈测试用驻波管系统研制及试验研究

主要介绍吸声尖劈测试用驻波管系统的研制及相关试验的研究工作。本系统的构建与测试基于驻波比原理,管体矩形截面为0.6 m×0.6 m,长度为7.2 m。系统通过传声器传动系统实现管内声压随距离变化的自动测量,距离分辨率可达0.3 mm(5 mm/s移动速度下),在40 Hz^280 Hz频段内可对材料的吸声系数、声阻抗、反射系数、声导纳进行测试,克服传统驻波比测量方法测试精度不高、测量效率低的缺点,为高效、准确测量材料吸声性能提供很好的途径。目前还未见国内关于类似系统的报道,依据相关国家校准规范经第三方计量部门鉴定,各项技术指标均满足要求。同时还通过试验研究得出对实际吸声尖劈测试具有借鉴意义的结论。

驻波管测试下压差式光纤矢量水听器的改进

压差式矢量水听器基于声场有限差分原理进行声压梯度测量,而光纤声压传感器结构相对复杂,在工艺上难以保证传感器间的灵敏度一致性。研究了声压传感单元不一致对压差式光纤矢量水听器的影响,指出声压传感基元灵敏度不一致对实际应用中的行波场条件下的测量影响更严重,采用传统的驻波管校准后的压差式光纤矢量水听器在实际运用中就会造成声压的相位测量误差。提出了可通过一维方向上采用双干涉仪结构来克服此问题,并分析了该结构的压差式光纤矢量水听器的驻波管校准方法,依据该方法进行测试,可克服声压传感基元灵敏度不一致的影响,使其能在实际中得以应用。

驻波管中测量声学材料的隔声量

在驻波管中用双传声器法测量声学材料的隔声性能。通过测量不同背衬条件(即待测样品的后表面阻抗)下对应的前表面阻抗,可以求解与传递矩阵四个元素相关的中间变量,即可计算声学材料的隔声量。在驻波管中进行了单层多孔均匀材料、双层和三层复合非均匀材料的隔声性能测量,通过与四传声器法直接测量结果的对比,验证了采用双传声器法间接测量声学材料的隔声量是可行的。

采用伪随机信号激励的驻波管三点测量法

本文对伪随机信号激励的驻波管三点测量法（ＴＰＭ）进行了讨论和误差分析，并与驻波比法（ＳＷＲ）及双传声器传递函数法（ＴＴＦ）进行了比较。结果表明，伪随机信号三点法具有较高的精度，与驻波比法所得结果吻合甚好，并很好地解决了双传声器传递函数法存在的缺陷，可用于实际测量。

驻波管中声学材料隔声性能的修正计算方法

用驻波管四传声器法,分析了透射管中多次透射反射波对隔声量测试结果的影响,在考虑所有多次透射反射波的因素后推导了修正计算公式。通过对不同样品的测试,比较了考虑所有透射反射波的修正方法与仅考虑第一次透射反射波的修正方法的区别。实验结果表明:采用吸声性能优良的透射管声学末端,考虑一次透射反射波的修正方法可以得到正确的测量结果;而如果采用吸声性能较差的透射管声学末端,则应该考虑到所有高次透射反射波的影响。

双通道分析技术在驻波管法测量中的应用

在驻波管法测量吸声材料的反射系数和吸声系数中，引入双通道分析技术，避免了因功率输出系统的波动而导致的误差，同时可以缩短测量时间，提高测量效率和精度，值得在实验技术中推广应用。

单传声器四通道驻波管隔声量的测试研究

介绍了用四通道单传声器驻波管法测试材料隔声量的原理及其所使用的数学计算公式,研究了不同吸声末端对实验结果的影响,并确定了本研究所采用的吸声末端。在此基础上,分别对高分子聚氯乙烯和层合复合材料进行了隔声量测试,结果表明这种方法可准确测定小样品垂直入射时的隔声量,且简单易行。

等截面驻波管内大振幅驻波场的实验研究

通过改进等截面驻波管实验系统,在1阶峰值共振频率激励下获得了182.1 dB大振幅驻波场,并对1~5阶峰值共振频率激励下的大振幅驻波场谐波饱和情况以及波形畸变进行了实验研究。研究发现,尽管1阶峰值共振频率激励下声压级已达到182.1 dB,但波形畸变最小,谐波并未表现出饱和现象,而3阶峰值共振频率激励下的大振幅驻波场表现出了饱和趋势。对谷值共振频率激励下获得的大振幅驻波场进行对比实验研究,发现谷值共振频率激励下,1阶谷值共振频率所获得的驻波场声压级最大,但波形畸变也最大。在相同声源驱动电压下,1阶峰值共振频率激励下获得的驻波场声压级始终大于1阶谷值共振频率激励下获得的驻波场声压级。由此可见,利用扬声器在等截面驻波管中获取大振幅驻波场,驻波管由1阶峰值共振频率激励较为合适。

一种声控发光驻波管测量声速的分析

声控发光驻波管由透明亚克力管、声控发光单元阵列、声波换能器、硬质端盖和支架组成.通过信号发生器提供声源信号,驻波管内空气的振动叠加能够产生类似于驻波状态.理论分析表明这种驻波状态与理想驻波的波节和波腹位置相一致,因此,能够用于测量声波的波长.驻波管用于实验测量声速,精细调节信号源频率和振幅,通过LED的亮度显示,能够获得清晰的声压波节和波腹.实验测量表明,使用声控发光驻波管测量声速具有操作简便、准确的优点.