[發明專利]一種有流環境下消聲元件聲學特性和流動特性的測量裝置

在審

• 申請號: 201710078417.3
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106949957A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 郭榮;唐文博
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01L11/00;G10K11/16
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及消聲元件性能測試領域，尤其是涉及一種有流環境下消聲元件聲學特性和流動特性的測量裝置。

背景技術

隨著工業化程度的提高，噪聲問題影響范圍越來越大，消聲元件作為最有效的降噪手段之一，廣泛應用于通風系統、風機、內燃機和空壓機等設備的進氣管和排氣管中。這些管路中存在高速流場(平均馬赫數達到0.2以上)，對消聲元件聲學特性產生明顯的影響。傳遞損失和壓力損失分別是評價消聲元件聲學特性和流場特性最有效的指標，是進行消聲元件開發設計時的重要參數。目前，國內外的臺架設計大多只適用于無流場環境下的消聲元件性能測量，而且只能單獨測量消聲元件的傳遞損失或者壓力損失，無法同時得到兩者結果。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種有流環境下消聲元件聲學特性和流動特性的測量裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種有流環境下消聲元件聲學特性和流動特性的測量裝置，用于測量消聲元件在流場中的傳遞損失和壓力損失，所述裝置包括：

測量環境發生模塊，末端與消聲元件連接，用于產生噪聲和流場；

測量變量發生模塊，前端與消聲元件連接，用于改變測量環境以產生測量變量；

數據采集分析模塊，分別與測量環境發生模塊和測量變量發生模塊連接，用于通過采集分析氣壓信號得到消聲元件在流場中的壓力損失，以及通過采集分析不同測量變量下的聲壓信號得到消聲元件在流場中的傳遞損失。

所述測量環境發生模塊包括：

測量環境發生管體，包括相通的測量環境發生主管體和測量環境發生支管體，所述測量環境發生主管體的末端與消聲元件連接，用于將測量所需的流場氣流和噪聲傳輸至消聲元件；

流場發生組件，與測量環境發生主管體連接，用于產生測量所需的流場氣體；

噪聲發生組件，分別與測量環境發生支管體和數據采集分析模塊連接，用于產生測量所需的噪聲。

所述流場發生組件包括：

風機，與測量環境發生主管體的頂端連接，用于產生測量所需的流場氣體；

空氣流量計，與測量環境發生主管體連接，用于記錄測量環境發生主管體內的空氣流量；

氣體流速控制器，分別與風機和空氣流量計連接，用于根據空氣流量計的記錄數據控制風機的轉速。

所述流場發生組件還包括噪聲隔離器，所述噪聲隔離器與風機出口連接，用于隔離風機產生的噪聲。

所述噪聲發生組件包括：

信號發生器，與數據采集分析模塊連接，用于產生測量所需的噪聲；

信號放大器，分別與信號發生器和測量環境發生支管體連接，用于放大測量所需的噪聲并通過測量環境發生支管體傳輸至消聲元件。

所述信號放大器包括相互連接的功率放大器和揚聲器，所述功率放大器與信號發生器連接，所述揚聲器與測量環境發生支管體連接。

所述測量環境發生支管體的末端與測量環境發生主管體相通，且二者之間呈銳角。

所述測量變量發生模塊包括：

測量變量發生管體，前端與消聲元件連接，用于作為測量變量的發生環境；

可拆卸無回聲導流尾管，用于通過安裝和拆卸實現測量變量的產生，所述可拆卸無回聲導流尾管在安裝時與測量變量發生管體的末端連接。

所述數據采集分析模塊包括：

數據采集組件，分別與測量環境發生模塊和測量變量發生模塊連接，用于采集氣壓信號和不同測量變量下的聲壓信號；

上位機，分別與數據采集組件和測量環境發生模塊連接，用于通過分析采集的氣壓信號得到消聲元件在流場中的壓力損失，同時以測量環境發生模塊產生的噪聲為基準，基于兩載荷法分析不同測量變量下的聲壓信號，得到消聲元件在流場中的傳遞損失。

所述數據采集組件包括氣體壓力計和麥克風，所述氣體壓力計和麥克風均對稱設置于消聲元件的兩側。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)通過設置測量環境發生模塊，可以產生噪聲和流場，配合測量變量發生模塊和數據采集分析模塊，可以實現消聲元件在流場中傳遞損失和壓力損失的測量，解決了現有裝置只能在無流場環境下對消聲元件性能的測量的問題。

(2)數據采集分析模塊可以同時采集氣壓信號和聲壓信號，繼而可以同時分析計算得到消聲元件的傳遞損失和壓力損失，節省測量時間，提高測量效率，大大減小了測量的工作量。