一种多层材料吸隔声性能预测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料吸隔声性能测试领域，特别涉及一种多层材料吸隔声性能预测装 置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展和生活水平的提高，人们对交通工具、家电设备、居住环境的噪声 要求越来越严格。作为控制中高频噪声最有效的手段，吸隔声材料在汽车声学包装、建筑声 学、家电噪声控制等领域一直扮演重要的角色。与单层材料相比，多层材料的声学性能更加 优良，因此得到越来越多的应用。
[0003] 声学材料的性能测试方法主要有混响室法和阻抗管法，其中阻抗管法由于其设备 简单、操作方便而得到更多的应用。但当前各测试设备公司生产的阻抗管均对测试样件的 厚度有所限制，导致有些多层材料无法利用阻抗管进行测试。而在声学材料优化工作中，经 常需要对多种材料进行排列组合而叠加成多层复合材料以寻求最优性能，这无疑会带来大 量的测试工作。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种多层材料吸隔声性能预测装置及方法，解决了阻抗管无 法对厚的、多层复合材料进行吸隔声性能测试的问题，其测试精度高、易于实现、操作方便。
[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：一种多层材料吸隔声性能预测装置，其技术要 点是：它包括内置有待测单层材料的阻抗管、传声器组、功率放大器、数据采集装置、计算 机及扬声器，所述的传声器组一端插接在阻抗管上表面，且传声器组内的传感器平均分布 于待测材料两侧，传声器组另一端依次连接功率放大器、数据采集装置、计算机及扬声器一 端，扬声器的另一端连接阻抗管的输入端。
[0006] 所述的传声器组由麦克风组成。
[0007] 所述的阻抗管上表面设置有安装孔，所述的传声器的输入端通过该安装孔插接在 阻抗管的上表面。
[0008] 所述的阻抗管，用于为待测材料提供声学测量所需的平面驻波声场；所述的传声 器组，用于测量阻抗管内某一位置的声压信号，并将声压信号转换为电压信号；所述的功率 放大器，用于对电压信号进行噪声过滤和放大；所述的数据采集装置，用于将电压信号转换 为计算机可识别的数字信号；所述的计算机，用于计算待测材料的吸声系数及传递损失； 所述的扬声器，用于播放白噪声。
[0009] 一种多层材料吸隔声性能预测方法，采用上述装置，包括以下步骤：
[0010] 步骤1:测试单层材料的吸隔声性能；
[0011] 检测阻抗管内的声压信号，将声压信号分解得到入射声波、反射声波、透射声波和 二次反射声波四个参数，利用上述参数确定反应声场变化的单层材料传递函数矩阵，利用 单层材料传递函数矩阵确定单层材料的吸声系数及传递损失；
[0012] 步骤2 :重复执行步骤1，测试其他单层材料的传递函数，并保存在数据库内；
[0013] 步骤3:利用步骤2的结果，计算多层材料吸隔声性能；
[0014] 将多个单层材料的传递函数矩阵的乘积作为待测多层材料的总传递函数矩阵，直 接计算多层材料的吸声系数及传递损失。
[0015]阻抗管内的声场为白噪声声场，其低频范围为100Hz?2500Hz，高频范围为 1600Hz?6300Hz。
[0016] 所述的单层材料从微观角度应为各向同性的材料。
[0017] 本发明的有益效果：本发明多层材料吸隔声性能预测装置及方法，先利用四端网 络理论测试单层材料的传递函数，再根据多层材料的组成，调用多个单层材料的传递函数， 并作积，以确定多层材料的传递函数，进而确定多层材料的吸声系数及传递损失。该方法无 需测试，利用单层材料的传递函数矩阵即可直接获得多层材料的吸声系数及传递损失，该 方法易于实现、操作便捷，且测试精度高，弥补了阻抗管测试的不足，可广泛应用于多个领 域的噪声优化控制中。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明多层材料吸隔声性能预测装置结构框图；
[0019] 图2为本发明阻抗管内声压信号传递示意图；
[0020] 图3为本发明多层材料吸隔声性能预测方法的流程图； 图4为本发明多层材料结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图1?图4对本发明的实施方式作进一步说明。
[0022] 实施例1 :
[0023] 本实施例的多层材料吸隔声性能预测装置，如图1所示。它包括内置有待测单层 材料的阻抗管1、传声器组2、功率放大器3、数据采集装置4、计算机5及扬声器6。该传声 器组2的一端插接在阻抗管1的上表面，且传声器组1内的传感器平均分布于待测单层材 料两侧，传声器组2的输出端连接功率放大器3的输入端、功率放大器3的输出端连接数据 采集装置4的输入端、数据采集装置4的输出端连接计算机5的输入端，计算机5的输出端 连接扬声器6的输入端，扬声器6的输出端输出白噪声至阻抗管1。
[0024] 本实施例中的传声器组2由4个麦克风组成，其中2个设置在待测单层材料的左 侦L另2个设置在待测单层材料的右侧。
[0025] 本实施例中在阻抗管1上表面设置有安装孔，麦克风的输入端通过该安装孔插接 在阻抗管1的上表面，麦克风的输出端连接功率放大器3的输入端。
[0026] 本实施例中的阻抗管1，用于为待测材料提供声学测量所需的平面驻波声场。
[0027] 传声器组2,用于测量阻抗管1内某一位置的声压信号，并将声压信号转换为电压 信号。本实施例中，麦克风201测试该麦克风所在位置的声压信号，麦克风202测试该麦克 风所在位置的声压信号。如图2所示，声压信号是由入射声波A、反射声波B、透射声波C和 二次反射声波D构成，其中，麦克风201和麦克风202采集到的声压信号包括入射声波A和 反射声波B。麦克风203测试该麦克风所在位置的声压信号，麦克风204测试该麦克风所在 位置的声压信号。其中，麦克风203和麦克风204测试的声压信号由透射声波C和二次反 射声波D构成。麦克风201?麦克风204将采集到的声压信号转换为电压信号输出给功率 放大器3。
[0028] 本实施例中的功率放大器3,用于对麦克风201?麦克风204传递来