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          AWA6290Z型駐波管吸聲系數測量系統使用說明書

        1. 發布日期:2022-05-26      瀏覽次數:110
          • 一、 駐波管

            駐波管原理介紹

            吸聲系數是描述吸聲材料吸聲本領的物理量,它被定義為:被吸聲材料吸收的聲能和入射聲能之比,通常用符號a表示。用駐波管法測量材料垂直吸聲系數簡單而且經濟,現代聲學測量用的駐波管結構參見下圖,其主要部分是一根內壁光滑,截面均勻的管子,管子的末端裝以被測材料的樣品,由揚聲器向管子輻射的聲波在管中以平面波方式傳播,理論上可以證明,如故管中聲波傳播的頻率與管子橫截面幾何尺寸滿足下列關系時,則只有沿管軸傳播的平面波。

            f<(1.84/π)*(C0/D)                          (對于圓管)

            f<C0/2L                                     (對于方管)

            式中D為圓管直徑;L為方管邊長;C0為空氣中的聲成速。

            平面波在材料表面反射回來,其結果是在管中建立了駐波聲場,從材料表面算起管中出現了聲壓極大和極小的交替分布,利用可移動的探管傳聲器接收,在測試儀器上測出聲壓極大與極小的聲級差(或極大值與極小值的比值)便可確定垂直入射吸聲系數。雖然音頻信號源輸給揚聲器的是單頻電信號,但揚聲器發出的并不一定是純音,所以在接收端必須進行濾波才能除去不必要的高次諧波分量。由于要滿足在管中傳播的聲波為平面波和必要的聲壓極大值、極小值數目,常設計有低、中、高頻三種尺寸和長度的祝波管,分別適用于不同的頻率范圍。

             

            駐波管裝置介紹

             

            一、 駐波管裝置如圖:

             

                  1        2                              3                  4           5

             

             

             

             

               1 被測材料管(試件筒)  2 駐波管(L、S兩種)  3 音箱   4 探測小車   5 導軌

                                                圖(四)

             

            二、 L管:Ф96x1000 (mm)      頻率范圍:90Hz~2075Hz

            S管:Ф30x350 (mm)       頻率范圍:1500Hz~6641Hz

             

            三、導軌標尺長度:1000mm

            最小刻度:    1mm

             

            四、音箱功率:10W   阻抗:6Ω(即最大輸入電壓約7V)

             

            五、駐波管測試頻率規定:

             

            F<(1.84/π)*(C0/D)                          (對于圓管)

            F<C0/2L                                     (對于方管)

            其中C0為空氣中的聲速,D為圓管直徑,L為方管邊長。

            六、吸聲系數的計算公式:

                     

                   a = (4*10^(L/20))/((1+10^(L/20))^2)

            其中L為聲壓級的峰值和谷值之差。參閱南京大學聲學研究所電聲專業強化班教材《音頻聲學測量》。

             

            配套大小駐波管的更換

            由于本儀器配套的大管內徑為96mm,小管內徑為30mm.所以對于大管的頻率測量上限約為2075Hz,小管的頻率測量上限約為6641Hz。所以對于各個頻段的吸聲系數的測量需要更換相應的駐波管。按如下步驟更換大小管:

            1、 將小車(滑塊)移動到導軌的末端。

            2、 擰下駐波管與音箱連接的螺釘,取消下駐波管。

            3、 對于大管,取下探管上的支架,然后安裝小管。

            4、 對于小管,在探管上安裝支架,然后安裝大管。

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

             

            二、測量軟件

            設備連接如下圖

             

            1. 軟件使用

            1.1按照正確的方式連接儀器、功放、駐波管后,在打開軟件之前先將信號發生器打開并打開功放,軟件初次打開界面如下:

             

            只有啟動按鈕有效,發聲部分也是不可用狀態。當點擊啟動后,開始分析,各鍵方才有效。如下圖:

             

             

             

            參數設置界面如下圖:

             

            可以在此設置前端通道的參數。與駐波管搭載使用測吸聲系數時,量程選擇接近的量程,前置供電選擇4mA穩流源,靈敏度級可根據出廠報告設置(也可重新校準修改靈敏度級使1kHz處顯示93.8dB),頻率計權選擇Z計權,采樣頻率建議設置48K。輸入通道默認為通道1,不可修改。

             

            點擊數據記錄記錄峰谷值信息,輸入游標信息后,根據峰谷值選擇最大最小值,點擊確定即可將本次的信息保存在下方對應頻率點處。參考下圖:

             

             

            1.2由上面的圖所示,本系統主要分為兩部分,一部分為測量部分,一部分是控制發聲部分。分別介紹如下:

            測量部分:

            測量部分又分為測量控制按鈕和測量顯示量部分,

            測量控制按鈕:系統初始化時,只有啟動測量按鈕使能,其他按鈕成灰色。

            啟動測量:開啟系統采集的功能,同時開啟系統的頻譜分析,此時在系統的頻譜圖顯示部分顯示頻譜的柱狀圖,此時啟動按鈕變灰,其他按鈕使能。此時用戶可以啟動系統的發聲,在右側發聲部分,點擊相應的頻率按鈕即可控制設備發聲。

            測量時,調節信號幅度或功放,使諧波量最好比被測頻率的聲壓值少50dB以上。

            暫停測量:停止系統的頻譜數據更新,但是系統繼續采集分析。發聲按鈕部分變灰。

            停止測量:停止系統的采集分析,并停止頻譜數據更新。發聲按鈕部分變灰。

            保存:保存所有已測好的頻率點的吸聲系數值,以.coe的文件保存,可用excel打開。

            數據記錄:記錄頻率點峰谷值的信息。

             

            具體部分參考AWA6290多通道分析系統的說明。

            發聲部分:如主界面所示,發聲部分主要是包含一些以中心頻率命名的按鈕,每個按鈕代表一個中心頻率的發聲控制。對于駐波管測試頻率以外的頻率暫時顯示為灰色。信號幅度設置后,點擊回車才會有效。點擊一個中心頻率進行發聲后,用戶可以調節駐波管的滑塊,以測量此中心頻率的聲壓級的最大、最小值。

             

            2. 與駐波管搭載使用的測量步驟:

            利用駐波管測試材料垂直入射吸聲系數的步驟如下:

            a將固定駐波管的滑塊移到最遠處。并啟動測量。

            B點擊需要發聲的頻率的按鈕以發聲音,緩慢移動固定駐波管的滑塊,同時讀取此頻率的聲壓級,將滑塊停在聲壓級為一個極大值的位置。此位置即為峰值位置,輸入此時滑塊所在位置的刻度。

            c緩慢移動固定駐波管的滑塊,同時讀取此頻率的聲壓級,將滑塊停在聲壓級為一個極小值的位置。此位置即為谷值位置,輸入此時滑塊所在位置的刻度。

            d重復b,c條操作??梢詼y量到第二個峰谷值和第三個峰谷值。

            e重復ad操作,可以測量到各個頻率點的聲壓級峰谷值。

            f注意事項:由于揚聲器密封性能不是特別好,故標尺首尾數據不要記錄,避免因漏聲造成的測量誤差,多次測量后,得到的吸聲系數為這幾次的算術平均值。

             

            注意事項

            1、輸入電壓:最高輸入電壓約為7V。

            2、傳聲器供電:選擇4mA穩流源。

            3、諧波:測量時,調節信號幅度或功放,使諧波量最好比被測頻率的聲壓值少50dB以上。

            4、量程:量程選的量程,可以保證測得值的精確度。

            5、頻率計權:選擇Z計權。

            6、信號發生器的標題是“sign"時才能被識別。因為當切換該軟件的語言時,這個標題會被改變。

            7、執行文件打不開,是以為沒有注冊(.ocx文件)。

            8、啟動鍵打開時,程序會死掉,是因為設備的搜索模式不對,必須    要打開5.0版本從新選擇模式為6290M。

            9、1/3OCT模塊需要授權。


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