阻抗管吸隔声测试操作手册.pdf-资料库

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LMS Test.Lab 中文操作指南材料吸声系数及传递损失测试比利时 LMS 国际公司北京代表处 2012 年 9 月

目录一、吸声系数测试 .......................................................................................................................... 2 1.1 基本理论 ........................................................................................................................... 2 1.2 软件启动 ........................................................................................................................... 4 1.3 通道设置 ........................................................................................................................... 5 1.4 通道校准 ........................................................................................................................... 5 1.5 示波及自动量程 ............................................................................................................... 6 1.6 采集函数设置 ................................................................................................................... 7 1.7 相位幅值校准（Hc） ....................................................................................................... 7 1.8 吸声系数测试 ................................................................................................................... 9 二、传递损失测试 ........................................................................................................................ 11 2.1 测试原理 ......................................................................................................................... 11 2.2 软件启动 ......................................................................................................................... 13 2.3 通道设置 ......................................................................................................................... 14 2.4 通道校准 ......................................................................................................................... 14 2.5 示波及自动量程 ............................................................................................................. 15 2.6 采集函数设置 ................................................................................................................. 16 2.7 相位幅值校准（Hc） ..................................................................................................... 17 2.8 传递损失测试 ................................................................................................................. 19 三：吸隔声测试相关内容 ............................................................................................................ 21 3.1 试件的制备 ..................................................................................................................... 21 3.2 阻抗管及其测试频率范围 ............................................................................................. 24 3.3 注意事项 ......................................................................................................................... 24 1 / 26

一、吸声系数测试 1.1 基本理论当声波从一种媒质入射到声学特性不同的另一种媒质时，在两种媒质的分界面处将发生反射，使入射声波的一部分能量返回第一种媒质。在斜入射时，反射角与入射角相等。在反射点处，反射波声压与入射波声压之比称为反射系数，即。材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，称为吸声系数。式中： -入射声能； -被材料或结构吸收的声能；被材料或结构反射的声能。当入射声能被完全反射时，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，表示完全被吸收。事实上，所有材料的吸声系数基于 0 到 1 之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照 ISO 标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围 100-5000Hz。将 100-5000Hz 的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数 NRC 粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在 250、500、1000、2000 四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到 0.05。一般认为 NRC 小于 0.2 的材料是反射材料，NRC 大于等 0.2 的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高 NRC 吸声材料，5cm 厚的 24kg/m3 的离心玻璃棉的 NRC 可达到 0.95。以下推导传递函数法测吸声系数的公式，阻抗管示意图 1 所示：图 1 1 为传声器 MicA(参考传声器)，2 为传声器 MicB，3 为待测样品入射声压和反射声压分别可写为： 2 / 26 rirpipr=/rirpp=/=(-)/=1-/aiiririEEEEEEEiEaErE=0a=1aaaIpRp

和式中： -基准面上的幅值； -基准面上的幅值； -波数。两个传声器位置上的声压和分别为：，入射波的传递函数为：式中：，是两个传声器之间的间距。类似地，反射波的传递函数为：总声场的传递函数，结合以上各式及，得到由上式求得：至此，基准面上声反射因数，可从测得传递函数，距离和波数而确定。注：重要的一点是，采用双传声器法时，传递函数要对传声器之间的相位失配和幅度适配作补偿。计算法向入射吸声系数按下式进行声阻抗率，其中空气的特性阻抗声导纳率 3 / 26 0=jkxIIppe0-=jkxRRppeIp(x=0)IpRp(x=0)Rp0=2/k1p2p0101-1=+jkxjkxIRppepe0202-2=+jkxjkxIRppepeIH0120-(x-x)-21=jkjksIIIpHeep12=-sxxRH0120(x-x)21=jkjksRRRpHeep12H=RIprp02020101-212-1+r+rjkxjkxjkxjkxpeeHpeer0121212=jkxIRHHreHH(x=0)r1x0k2=1-r0=[(1+r)/(1-r)]csZ0c=1/ssGZ

1.2 软件启动启动 LMS Test.Lab 基于阻抗管的吸声系数测试软件从开始菜单  所有程序  LMS Test.Lab 11B  Test.Lab Acoustic  Sound Absorption Testing using impedance tube，如果电脑未连接好开启的前端设备，我们可以见到如下窗口，在弹出的窗口中选择 work offline (离线分析)。如果前端已经开启，并且使用超五类屏蔽网线连接了电脑和前端，上面的弹出窗口不会出现，新建一个工程，打开后的界面如下图所示。在菜单栏中选择 Tools → Workbook Configuration，把弹出窗口设置如下： 4 / 26

1.3 通道设置点击 Channel Setup，打开如下界面：在上图中，如果使用的 PCB 或 GRAS 的 ICP 传声器，请选择 Input Mode 为 ICP，并且在 Actual Sensitivity 输入传声器的灵敏度值，其他按照软件默认设置即可。 1.4 通道校准进入 Calibration 界面进行传声器幅值校准，点击流程条上的 Calibration，进入界面如下：在 Settings 里，把声学校准器的参数设置好。如美国 PCB 公司的手持式传声器校准器 CAL200（声源档位选择 94dB），参数设置如下：在 Channels 列表里，在需要校准的通道前打勾。然后在 Auto range before Calibration 前面的选择框打勾。然后开启 CAL200 给等待标定的传声器发出 94 分贝 1000Hz 的正弦声。然后点击下图所示的 Check 键，等 Check 键上方的状态栏显示 Checked（检查完毕）以后，点击 Start 键进行标定，在标定的 10s 当中，状态栏会实时变化。最后，如果信号源正确，状态会从校准中（Calibrating）转变成校准结束（Finished）。此时新的灵敏度值已经得到，若认为新值可靠，点击 Accept 键接受新的灵敏度值，并且该值会自动覆盖相应通道的传感器旧的灵敏度值，通道设置处的灵敏度值相应的自动更改。 5 / 26

1.5 示波及自动量程进入 Scope 界面，带宽及分辨率设置如下 Sources Control 设置如下，信号类型可以使用白噪声或粉红噪声。设置完成后，进行自动量程。步骤如下：先点击“Start Source”按钮，点击“Start Ranging ”，现在看左下角部分界面，是用来做自动量程的（Auto ranging）操作为：1.点击 Start Ranging 开始自动量程，系统开始测量记录各开启通道的信号，然后连续记录下信号中出现的峰值； 2.点击 Set Ranges，系统根据检测到的峰值基础上加上 6dB，然后选择一个合适的量程； 3. 自动量程结束后点击 Stop Ranging；4.左边的柱状图代表现有信号强度占每个通道量程的百分比。 6 / 26

1.6 采集函数设置进入 Test Setup 界面，软件已经自动设置了需要测试的 FRF，若需其他函数，可以勾选 “Measure”和“Save”，如勾选 Measure coherence 及 Save coherence，可以观察输入与输出的相干函数。 1.7 相位幅值校准（Hc）点击进入 ABS Phase Calibration 界面，在该界面上进行两个传声器之间振幅失配和相位失配的因数的校正。采用专门的标定用样品的校准方法，校准对所有后续测量都有效，因为校准后传声器状态保持不变，适宜作为系列样品的测试。把设备自带的吸声试样放入管中或在消声室里面测试，以防止强的声反射产生。将传声器按照下左图装好，测定传递函数，交换 2 个麦克风，如下右图，测量传递函数。 7 / 26 12H21H

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