一种用于消声元件声学及流场特性测试的测试台架的制作方法

本发明涉及工业降噪，具体涉及一种用于消声元件声学及流场特性测试的测试台架
背景技术：
：随着消费者对汽车舒适性要求的不断提高，而汽车进排气噪声在整车噪声中占有相当大的比重，而且随着发动机向高速化发展及涡轮增压发动机的普及，进排气系统噪声所占的比例将有所提高，在控制进排气噪声的措施中，安装消声器能有效衰减其噪声能量。目前，进排气系统所有采用的消声器主要包括布置扩张消声器、赫姆霍兹消声器、1/4波长管、穿孔消声器等，在实际设计时，由于其外形结构复杂，单一的理论计算未能很好的预测其传递损失，从实验角度，两载荷法能较好地预测消声器的传递损失，测量准确可靠。但是传统两载法实验装置中存在传声器间距不可调和消声器管径和测量主管管径不匹配的问题，实际测试时需要较长的实验准备时间。从目前公开文献和相关资料来看，消声器传递损失和压力损失均是分开测试的，难以保证实验条件的一致性。此外，有流传递损失实验台架在高速气流工况下测试误差较大，且会出现气流再生噪声。因此，现阶段亟需开发一套高精度的有流环境下消声元件传递损失和压力损失测试台架，为非规则多腔宽频消声器声学特性和流动特性预测理论研究提供实验验证。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑气流和温度变化的用于消声元件声学及流场特性测试的测试台架。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于消声元件声学及流场特性测试的测试台架，该测试台架包括依次连接的风机、空气加热器、导流管、空气流量计、主管和尾端消音器，待测消音元件安装在所述主管的中部，所述风机的出风口设有多个风机出口噪音消声器，所述主管中部位于待测消音元件的前端和后端对称设有用于测试气体压力、气体温度及噪音的测试单元，所述主管的前端开设支管，所述支管的一端设有扬声器，所述测试台架设有控制器，所述控制器与扬声器、测试单元、流量传感器连接。优选的，所述风机出口噪音消声器的数量至少为5个。设置多个风机出口噪音消声器，可以将风机产生的噪音去除，避免对待测消音元件的噪音源产生影响。所述测试单元包括气体压力计、温度传感器以及两传声器，且位于待测消音元件前端和后端的两个气体压力计相对于待测消音元件对称设置，位于待测消音元件前端和后端的两个温度传感器相对于待测消音元件对称设置，位于待测消音元件前端和后端的四个传声器相对于待测消音元件两两对称设置。所述控制器包括数据采集器及与数据采集器连接的计算机，所述数据采集器与气体压力计、温度传感器、传声器、扬声器以及空气流量计连接，所述的计算机与风机连接。所述的风机设有变频器，所述变频器与计算机连接。位于同一个测试单元的两个所述传声器之间的距离可调，为15～160mm。根据扬声器发出的噪音的频率的不同，选择不同的间距，具体如表1所示。表1不同传声器间距下的有效频率范围传声器间距/mm综合有效频带/hz15[1133～4331]20[850～4331]25[680～4331]35[486～3886]40[425～3400]55[309～2472]60[283～2267]80[213～1700]100[170～1360]120[141～1133]140[121～971]160[106～850]所述支管与主管垂直连接，且在连接处用薄膜隔离，以避免高温高压的气体对扬声器工作产生影响。所述尾端消音器为无回声导流尾管，可以在全吸声的同时保证气流均匀稳定。本发明测试台架的工作原理如下：风机位于初始端，出口处连接有风机出口噪音消声器。扬声器位于支管初始端，支管与主管初始端成直角安装。通过扬声器产生白噪声。主管末端装有可拆卸的尾端消声器，此尾端消声器为一无回声导流尾管，可以在全吸声的同时保证气流均匀稳定。通过拆装无回声导流尾管实现两种不同的出口边界条件，用于传递损失测量两载荷法计算。主管前端接有空气流量计，连接数据采集仪，并通过计算机，自适应调节风机的频率，保证整个测试台架管道内部的气流速度稳定在设定值。在主管中部的被测消声器前后均布置两个传声器接口和一个气体压力计接口，传声器测得声压信号连接至数据采集仪，经过拆装尾管前后两次数据采集，基于两载荷法可以得到待测消音元件传递损失。气体压力计测得气压信号同样连接至数据采集分析系统，实时测量消声元件的压力损失。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：通过增加可控风源和空气加热器，在实验时通过调节流量温度，可测得有流且不同温度的环境下待测消声器的传递损失与压力损失，可用于对汽车进排气消声器传递损失与压力损失的测量，装置紧凑，通用性较好。附图说明图1为本发明的连接示意图；图2为图1中a部的放大结构示意图。其中，1为变频器，2为风机，3为进风管，4为空气加热器，5为导流管，6为空气流量计，7为支管，8为主管，9为扬声器，10为尾端消声器，11为气体压力计，12为温度传感器，13为传声器，14为空气滤清器，15为风机出口噪音消音器，16为计算机，17为数据采集仪，18为被测消音器。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1一种用于消声元件声学及流场特性测试的测试台架，其结构如图1、图2所示，包括依次连接的风机2、空气加热器4、导流管5、空气流量计6、主管8和尾端消音器10，待测消音元件18安装在主管8的中部，风机2的出风口设有5个风机出口噪音消声器15，主管8中部位于待测消音元件18的前端和后端对称设有用于测试气体压力、气体温度及噪音的测试单元，主管8的前端开设支管7，支管7的一端设有扬声器9，测试台架设有控制器，控制器与扬声器9、测试单元、流量传感器连接。在风机出口噪音消声器15与空气加热器4之间通过进风管3连接，进风管3和空气加热器4间的连接方式为法兰连接，进风管3、空气加热器4、导流管5、空气流量计6、主管8之间均使用相同的法兰接口。测试单元包括气体压力计11、温度传感器12以及传声器13，且位于待测消音元件18前端和后端的两个气体压力计11相对于待测消音元件18对称设置，位于待测消音元件18前端和后端的两个温度传感器12相对于待测消音元件18对称设置，位于待测消音元件18前端和后端的四个传声器13相对于待测消音元件18两两对称设置。控制器包括数据采集器17及与数据采集器17连接的计算机16，数据采集器17与气体压力计11、温度传感器12、传声器13、扬声器9以及空气流量计6连接，计算机16与风机2连接。风机2设有变频器1，变频器1与计算机16连接，且风机2的入口设施空气滤清器14。支管7与主管8垂直连接，且在连接处用薄膜隔离，以避免高温高压的气体对扬声器9工作产生影响。尾端消音器10为无回声导流尾管，可以在全吸声的同时保证气流均匀稳定。当前第1页12