您當前的位置:檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2021-07-28 21:54
城市汽車數量的迅猛增長和高架橋的搭建對居民的生活有著嚴重的影響,居民家中隔聲裝置以及高架橋聲屏障的安裝,能夠有效降低這一影響。合理利用聲學計量及相應測試技術能夠更好地幫助居民及工程安裝企業評估材料的聲學性能,從而做出更科學、更準確的判斷,體現作為法定計量檢定機構的重要技術支撐作用,更好地服務當地經濟的發展。
一、材料聲反射系數
噪聲的特性一般可以用其頻譜、聲壓級隨時間的變化以及聲場的特性來描述,因此通過在噪聲源處降噪、在傳播過程中降噪和在接收端降噪,可以有效控制噪聲的傳播,其中最直接有效的降低噪聲的方式即為降低居民所感受到的聲壓級,通過安裝隔聲板、隔聲材料、吸聲屏障來有效實現這一目的。這些材料的聲學性能,如反射系數、透射系數、衍射系數等直接影響著隔聲效果,因此在消聲室中通過實驗的方法測定某些材料的聲反射系數有著重要的作用。
聲反射系數的測量按照測量空間的不同可以分為混響室法、自由場法和阻抗管測量方法,在消聲室中可以模擬自由場條件,根據公式
計算材料的聲反射系數(式中:p(r)——反射聲聲壓強度;p(i)——入射聲聲壓強度)。透射系數的計算同反射系數的計算原理相同。
假設聲波以球面波的方式擴展,各個波陣面上的質點振速和相位保持一致,聲壓與質點振速的關系可以表示為
式中:r為波數,僅與聲波本身有關;t——傳播時間。——聲波傳播距離;圖片
由此得出材料的聲反射系數可以表示為
二、測量模型
圖1 實驗分布圖
實驗設備主要由兩部分構成,即發射設備和接收設備,均由計算機軟件控制,實驗分布如圖1所示。
為了有效分辨出直達聲與反射聲,需要進行兩次測量,實驗方法如圖2所示。
圖2 實驗方法示意圖
圖中s0為發射聲源,s1為與s0對稱的虛源,p為接收傳感器,按照上述方式布置實驗時,p點接收到的聲壓可以表示為
p=p0+p1+p2 (4)
式中:p0——直達聲的聲壓;p1——反射聲的聲壓;p2——衍射聲的聲壓。
為了能夠剔除待測材料邊緣的聲衍射對接收器p的影響,把接收器放置于距離待測材料較近的位置,而聲源放置于距離待測材料較遠的位置,則p2的影響可以忽略不計。
由于反射波傳播時間較長,表現為接收端在時域上信號強弱隨時間有增加的過程,可以利用信號處理的手段分離出直達聲和反射聲,以此來計算材料的聲反射系數。但為了更加直觀地表征反射與直達的區別,進行第二次測量,即不放置待測材料,直接由接收端接收聲源的直達信號,并用與第一次測量的差值來消除直達聲的影響。并且依據兩次測量數據,可以通過譜分析的方法研究衍射效應在其中的影響量。聲音的折射實驗方法與此大同小異。
三、前景分析
人耳感知的頻率范圍較廣,從20 Hz~20 kHz,對相同聲壓但不同頻率的聲音的感受也不盡相同。日常生活中所接觸的噪聲主要為室外不規律噪聲和室內混響噪聲,特別是隨著汽車的普及,由于汽車在行進過程中,部件振動的噪聲、燃燒室燃燒噪聲、風阻產生的噪聲以及車輪與地面摩擦力產生的胎噪聲,其聲壓級不同,頻率也不盡相同,無論是駕駛室內的噪聲控制還是噪聲對外界的影響,都是噪聲控制的重要問題,如何通過吸聲材料的運用,有效合理地減少噪聲對生活的影響就顯得尤為重要。
噪聲污染也是城市污染的一種,控制噪聲的傳播給日常生活帶來了極大的舒適感,因而合理利用材料的聲學性能,以達到控制噪聲傳播的目的,材料的聲學性能測試就起到了關鍵性的決定作用。我們利用白噪聲和其他寬帶信號作為主要的模擬噪聲來源,用此分析不同噪聲源時聲反射系數,從而達到噪聲控制的目的。今后將更多利用實驗的方法來判斷隨著入射角度的變化,邊緣衍射對噪聲控制程度的影響,在不同信噪比時對實驗的影響,混合噪聲源時對噪聲控制的影響。
來源:《中國計量》