[發明專利]一種采用脈沖法測量聲學材料吸聲系數的裝置和測量方法

有效

• 申請號: 201310013381.2
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103105433A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 侯宏;孫亮;楊建華
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種采用脈沖法測量聲學材料吸聲系數的裝置，其特征在于：包括聲管、脈沖聲源、傳聲器、功率放大器、信號調理器、適配器和數據采集裝置；聲管由一段大直徑圓柱管、圓錐管和小直徑圓柱管依次同軸固定連接而成，大直徑圓柱管內徑與脈沖聲源直徑相同，小直徑圓柱管內徑小于30mm，且小直徑圓柱管管壁厚度大于3mm；在小直徑圓柱管側壁上開有兩個垂直于小直徑圓柱管中心軸線的用于安裝傳聲器的通孔，通孔直徑等于傳聲器直徑；對于靠近圓錐管的通孔，其中心距圓錐管小口端的軸向距離不大于10cm；對于遠離圓錐管的通孔，其中心距小直徑圓柱管外端的軸向距離大于17cm；在大直徑圓柱管內安裝有脈沖聲源；在小直徑圓柱管外端螺紋連接有后蓋，后蓋材質與小直徑圓柱管材質相同，后蓋直徑與小直徑圓柱管相同；適配器通過功率放大器給脈沖聲源提供激勵信號；傳聲器接收聲管內的信號并通過信號調理器傳遞給適配器，并由適配器傳遞給數據采集裝置。

2.根據權利要求1中所述裝置采用脈沖法測量聲學材料吸聲系數的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將待測樣本加工為圓柱型，且待測樣本直徑與小直徑圓柱管直徑相同；將待測樣本放置在小直徑圓柱管末端，并且待測樣本與后蓋緊貼；

步驟2：采用大直徑圓柱管內的脈沖聲源發出脈沖聲波，在小直徑圓柱管中靠近圓錐管的通孔內安裝傳聲器，其中脈沖聲源的激勵信號的傅立葉變換為H_e(ω)、傳聲器測得的響應信號的傅立葉變換為H_r(ω)，得到整個測量系統的頻率響應函數為

H(ω)=Hr(ω)He(ω);]]>

步驟3：根據步驟2得到的整個測量系統的頻率響應函數H(ω)以及所需的脈沖聲，得到所需的脈沖聲源的激勵信號頻譜H_x(ω)：

Hx(ω)=Hy(ω)H~(ω)|H(ω)|2+p2;]]>

其中H_y(ω)為所需的脈沖聲的幅度譜，表示H(ω)的共軛，p表示整個測量系統中噪聲與所需脈沖聲信號的頻譜密度之比；

步驟4：將小直徑圓柱管中靠近圓錐管的通孔封閉，并在小直徑圓柱管中遠離圓錐管的通孔內安裝傳聲器；對步驟3得到的激勵信號頻譜H_x(ω)進行反傅立葉變換，得到所需的脈沖聲源的激勵信號，并以該激勵信號激勵脈沖聲源；傳聲器接收到脈沖聲源發出的入射脈沖信號和經過待測樣本反射后的回波信號，并對入射脈沖信號和回波信號分別作FFT變換，得到入射脈沖信號FFT變換為p⁺(ω)，回波信號FFT變換為p^-(ω)；

步驟5：得到聲壓反射系數R(ω)為

R(ω)=p-(ω)p+(ω)]]>

待測樣本的吸聲系數α(ω)為α(ω)＝1-|R(ω)|²。