[發(fā)明專利]一種不依賴背襯的聲學(xué)覆蓋層聲阻抗測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510837536.3
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105509873B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白振國;俞孟薩;余曉麗;李東升;丁逸飛;呂世金
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所
• 主分類號: G01H15/00
• 分類號: G01H15/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 林弘毅;聶漢欽

本發(fā)明公開了一種不依賴背襯的聲學(xué)覆蓋層聲阻抗測試方法。將聲學(xué)覆蓋層樣品置于水聲聲管中管體中間位置，保證聲學(xué)覆蓋層樣品上下表面都有一定液柱高度。管體腔內(nèi)一端設(shè)置水聲發(fā)射換能器，聲學(xué)覆蓋層樣品上下表面的水柱中分別設(shè)置兩水聽器，四個水聽器分別與數(shù)據(jù)采集儀連接，數(shù)據(jù)采集儀與測量控制電腦連接。驅(qū)動發(fā)射換能器發(fā)射穩(wěn)定寬頻白噪聲信號；數(shù)據(jù)采集儀同時采集水聽器的聲壓，存為數(shù)據(jù)文檔；改變上液柱高度，重新測量存儲聲壓數(shù)據(jù)；讀取所存聲壓數(shù)據(jù)，并按照相應(yīng)公式計算聲學(xué)覆蓋層樣品的輸入聲阻抗及傳遞聲阻抗。本發(fā)明可以不依賴于背襯從而保證中低頻測試的精度；且不需要拿出樣品重新粘貼背襯，簡便了測量過程，提升測量效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水聲測試技術(shù)領(lǐng)域，是一種聲學(xué)覆蓋層輸入聲阻抗和傳遞聲阻抗的測試方法。

背景技術(shù)

客觀、有效測試聲學(xué)覆蓋層的聲學(xué)性能，是聲學(xué)覆蓋層研制的重要組成部分，也是聲學(xué)覆蓋層應(yīng)用效果評估的基本依據(jù)。聲阻抗性能是聲學(xué)覆蓋層聲學(xué)性能的重要參數(shù)，通過測試聲學(xué)覆蓋層的聲阻抗性能可以對水聲覆蓋層在不同應(yīng)用工況下的吸聲系數(shù)進(jìn)行預(yù)報，并可以對敷設(shè)聲學(xué)覆蓋層的結(jié)構(gòu)降噪效果和聲目標(biāo)強(qiáng)度特性進(jìn)行預(yù)報。

國內(nèi)外對聲學(xué)覆蓋層的聲學(xué)性能測試的認(rèn)識大致經(jīng)歷了三個層次，第一層次主要測試聲學(xué)覆蓋層的吸聲系數(shù)和反射系數(shù)，并以此評估聲學(xué)覆蓋層作用效果，其主要缺陷在于測試結(jié)果受背襯影響非常明顯，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確反映其應(yīng)用結(jié)構(gòu)的實(shí)際聲學(xué)狀況；第二層次主要測試聲學(xué)覆蓋層面阻抗，以此推導(dǎo)反射系數(shù)和吸聲系數(shù)進(jìn)而評估其作用效果，但面阻抗可以用于解決聲目標(biāo)強(qiáng)度問題卻不能用于解決結(jié)構(gòu)聲輻射問題；第三層次主要測試聲學(xué)覆蓋層的輸入聲阻抗和傳遞聲阻抗，該聲阻抗參數(shù)是聲學(xué)覆蓋層的固有屬性，與背襯特性無關(guān)，而且可用于求解聲目標(biāo)強(qiáng)度和聲輻射問題。

針對第一層次和第二層次的測量，船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CB/T 3674-1995《水聲材料駐波管測量方法》對水聲駐波管中測量材料吸聲系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對面阻抗測量進(jìn)行了相關(guān)說明，并闡明了面阻抗和吸聲系數(shù)的換算關(guān)系；另外，國標(biāo)GB/T18696.2-2002《聲學(xué)阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測量第2部分：傳遞函數(shù)法》中也給出了利用空氣駐波管進(jìn)行吸聲系數(shù)與聲學(xué)覆蓋層表面聲阻抗的測定方法和換算關(guān)系。

針對第三層次的測量，國內(nèi)已發(fā)表了相關(guān)論文，闡述聲學(xué)覆蓋層的輸入聲阻抗和傳遞聲阻抗的方法和裝置，其方法主要思想是利用鋼背襯敷貼在聲學(xué)覆蓋層背面，以造成阻抗堵塞，從而滿足阻抗測量條件。但剛背襯往往厚度有限，在中低頻段不能滿足阻抗堵塞條件，導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差；另一方面，現(xiàn)行的測量方法需要將聲學(xué)覆蓋層兩面分別敷貼剛背襯并進(jìn)行兩次測試，測試過程稍顯麻煩。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種不依賴背襯的聲學(xué)覆蓋層聲阻抗測試方法，目的是不依賴于背襯從而保證中低頻測試的精度，且不需要拿出樣品重新粘貼背襯。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種不依賴背襯的聲學(xué)覆蓋層聲阻抗測試方法，包括如下步驟：

步驟一，將聲學(xué)覆蓋層樣品置于水聲平面聲波導(dǎo)管的管體中間位置，保證聲學(xué)覆蓋層樣品的兩表面?zhèn)榷加幸褐?，所述水聲平面聲波?dǎo)管的管體腔內(nèi)一端設(shè)置有發(fā)射換能器，所述聲學(xué)覆蓋層樣品第一表面?zhèn)鹊囊褐性O(shè)置有第一水聽器和第二水聽器，聲學(xué)覆蓋層樣品第二表面?zhèn)扰c發(fā)射換能器之間的液柱中設(shè)置有第三水聽器和第四水聽器，其中第一水聽器與聲學(xué)覆蓋層樣品第一表面間距大于第二水聽器與聲學(xué)覆蓋層樣品第一表面間距，第四水聽器與聲學(xué)覆蓋層樣品第二表面間距大于第四水聽器與聲學(xué)覆蓋層樣品第二表面間距，所述各水聽器分別與數(shù)據(jù)采集儀連接，所述數(shù)據(jù)采集儀與測量控制電腦連接；

步驟二，驅(qū)動所述發(fā)射換能器發(fā)射穩(wěn)定寬頻白噪聲信號；

步驟三，所述數(shù)據(jù)采集儀同時采集第一至第四水聽器的聲壓P₁～P₄，存為數(shù)據(jù)文檔；

步驟四，讀取聲壓數(shù)據(jù)文檔，并按照下列公式計算聲學(xué)覆蓋層樣品第一和第二表面的聲壓和振速：