一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统的制作方法

本发明涉及一种材料级、零件级隔声测量系统，特别是涉及一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统，它属于汽车结构-声振耦合系统领域。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高以及工业化的不断发展，人们对降噪要求越来越高，因此对汽车、船舶、飞机、建筑物等构件的隔声性能提出了更高、更严格的要求。同时随着室内声学、环境声学领域的不断发展，现代声强测量技术在声功率测量、识别噪声源、测量材料级、零件级吸声系数和声传递损失等方面显现出更大的优势。

在专利cn206563731u(公布于2017年10月17日)中公开了一种基于三维声强阵列的隔声测量系统，它包括受声室、声源室、基于labview的测量平台、正四面体声强探头、反射板、pc机、声卡、功放和十二面体扬声器。三维声强测试技术可以测量三个方向的声强矢量，通过空间矢量的合成得出几何中心处的声强。但随着频率的升高，声强测量的幅值误差也相应增加。同时三维声强测试技术对声强测量的硬件系统要求高且正四面体三维声强探头结构复杂，够买成本及设备维修成本高。

综上，在满足隔声测量频段的汽车声学测试条件下，如何选择一种结构简单，测试过程容易调节又便于移动，同时满足隔声测量结果可靠、成本费用低的隔声测量系统是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，在满足隔声测量频段的汽车声学测试条件下，选择一种结构简单，测试过程容易调节又便于移动，同时满足隔声测量结果可靠、成本费用低的隔声测量系统。

本发明采用如下技术方案实现：

一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统，包括通过墙面隔开的全消室、混响室，所述墙面中央设置有通过密封安装待测样件将所述全消室、混响室完全分割的窗口，所述混响室内均匀地设有若干低频扬声器、高频扬声器和传声器；所述全消室中设有手持式声强探头套件、数据采集系统及硬件、测试电脑；所述数据采集系统及硬件通过音频控制单元与各低频扬声器、高频扬声器电路连接，组成原始信号输出模块；所述手持式声强探头套件、各传声器分别与数据采集系统及硬件连接，所述数据采集系统及硬件与所述测试电脑连接，组成输入信号模块。

进一步地，所述全消室采用房中房结构设计，包括外房和套设在所述外房内的内房，所述全消室的截止频率为100hz，本地噪声为20db，内壁上设置有吸声尖劈。

进一步地，所述混响室采用房中房结构设计，包括外房和套设在所述外房内的内房，所述混响室的截止频率为125hz，本地噪声为25db。

进一步地，所述的低频扬声器和高频扬声器个数均为两个并且分别相对地放置于混响室中内房的两组对角上，通过音频控制单元使低频扬声器和高频扬声器在全频段上协同工作。

进一步地，所述的低频扬声器采用八面体的体积声源。

进一步地，所述传声器为传声器前置放大器一体装置，前置放大器为2671型，声传感器为4942型的1/2英寸扩散场传声器，所述传声器前置放大器一体装置个数为五个，均匀布置于混响室的内房中，用于采集待测样件在混响室一侧的有效声压。

进一步地，所述手持式声强探头套件包括3599型声强探头，同时配备zh-0632遥控装置及1/2英寸的4197型声强传感器组；所述手持式声强探头套件布置于全消室中，用于测量待测样件在全消室一侧样件表面的声强，测试时保持声强探头到测试样件的距离为25-30mm。

进一步地，所述数据采集系统及硬件包括数据采集卡、嵌入式控制器、信号发生器和机箱，其中数据采集卡、嵌入式控制器、信号发生器均通过插槽与机箱相连，采集传声器的混响场声压信号和声强探头采集的声强信号，同时作为信号发生器发出声源信号。

进一步地，所述的音频控制单元包括电路连接的功放和均衡器，所述功放用于对信号发生器发出的声源信号，在给定失真率条件下，产生最大输出功率以驱动扬声器；所述均衡器配合功放使用，用于分别调节各种频率成分电信号放大量，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰声源。

进一步地，所述测试电脑中装有pulse软件。用于根据所述传声器和所述手持式声强探头套件所检测的数据得到测试样件混响室一侧和全消室一侧的声功率及隔声量。

相比现有技术，本发明结构简单、测试过程容易调节又便于移动，同时隔声测量结果可靠稳定、成本费用低。

附图说明

图1是一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统示意图；

图2是图1的隔声测量系统的测试样件隔声量曲线图；

附图标注说明：1-低频扬声器，2-混响室，3-传声器，4-高频扬声器，5-均衡器，6-功放，7-待测样件，8-手持式声强探头套件，9-测试电脑，10-吸声尖劈，11-全消室，12-数据采集系统及硬件。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细说明。

如图1所示，一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统，包括低频扬声器1，混响室2，传声器3，高频扬声器4，均衡器5，功放6，待测样件7，手持式声强探头套件8，测试电脑9，消声尖劈10，全消室11，数据采集系统及硬件12。在混响室2中设有低频扬声器1、高频扬声器4、传声器3；在全消室11中设有手持式声强探头套件8、数据采集系统及硬件12、测试电脑9；数据采集系统及硬件12、功放6、低频扬声器1、高频扬声器4依次连接，同时均衡器5与功放6连接，组成原始信号输出模块；所述手持式声强探头套件8、传声器3分别与数据采集系统及硬件12连接，同时数据采集系统及硬件12与测试电脑9连接，组成输入信号模块；在混响室2和全消室11之间设有待测样件7，待测样件7置于墙面中央的窗口上；混响室2和全消室11通过待测样件7完全分隔。

如图1所示，所述全消室11采用房中房结构设计，内房设计尺寸为4.8m×4.5m×3.2m，截止频率为100hz，本地噪声为20db，内壁上设置有吸声尖劈。所述全消室11作为受声室，测试电脑9、数据采集系统及硬件12、手持式声强探头套件8放置其中。

如图1所示，所述混响室2采用房中房结构设计，外房设计体积为192.5m³，内房设计体积为146.1m³，截止频率为125hz，本底噪声为25db。混响室作为发生室，声源1和4及传声器3放置其中。

如图1所示，因隔声性能研究频段较宽，从低频到高频，扬声器应分为低频扬声器1和高频扬声器4。所述低频扬声器1采用八面体的体积声源，它可以满足低中频段隔声测量，但高频段由于声源能量不足，因此需要增加高频扬声器4。所述低频扬声器1和高频扬声器4个数均为两个并且分别放置于混响室2的内房的两组对角上。通过均衡器5与功放6使低频扬声器1和高频扬声器2在全频段上协同工作。

如图1所示，所述传声器3为传声器前置放大器一体装置。前置放大器为2671型，声传感器为4942型的1/2英寸扩散场传声器。传声器前置放大器一体装置个数为五个，均匀布置于混响室2中，用于采集待测样件在混响室一侧的有效声压。

如图1所示，所述手持式声强探头套件8包括3599型声强探头，同时配备zh-0632遥控装置及1/2英寸的4197型声强传感器组。手持式声强探头套件8布置于全消室11中，用于测量待测样件在全消室一侧样件表面的声强，测试时保持声强探头到测试样件的距离为30mm。

如图1所示，所述数据采集系统及硬件12包括数据的采集系统和匹配的硬件，用于采集传声器的混响场声压信号和声强探头采集的声强信号；同时可作为信号发生器发出声源信号。该数据采集系统及硬件包括数据采集卡、嵌入式控制器、信号发生器和机箱，其中数据采集卡、嵌入式控制器、信号发生器均通过插槽与机箱相连。

如图1所示，所述功放6用来对信号发生器发出的声源信号，在给定失真率条件下，产生最大输出功率以驱动扬声器。

如图1所示，所述均衡器5配合功放使用，它可以分别调节各种频率成分电信号放大量，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰声源。

如图1所示，所述数据采集系统及硬件12、功放6、低频扬声器1和高频扬声器4依次连接，同时均衡器5与功放6连接，组成原始信号输出模块；手持式声强探头套件8、传声器3分别与数据采集系统及硬件12连接，同时数据采集系统及硬件12与测试电脑9连接，组成输入信号模块。

如图1所示，所述待测样件7与墙体的交接处采用吸隔声材料密封。

如图1所示，所述测试电脑9中装用pulse软件。该隔声量测试系统是基于pulse软件的测量平台，测试时通过pulse软件采集到待测样件在混响室一侧的声压，通过测量出混响声场的平均声压来计算传递到测试样件上的声功率，表达式为：

式中，为混响室内五个传声器获得声压的均方值；s为待测样件的面积，为介质密度；c为介质中声速；

如图1所示，所述测试电脑9中装用pulse软件。该隔声量测试系统是基于pulse软件的测量平台，测试时通过pulse软件采集到待测样件在全消室一侧声强，测试时均匀的扫描样件，得到样件的声强，声强乘以样件的面积，就得到了声功率，表达式为：

wout＝s

式中，i为待测样件的声强。

如图1所示，基于pulse软件的测量平台，pusle软件根据后台计算得到的待测样件输入输出功率计算得到该样件的隔声量，表达式为：

式中，为混响室的平均声压级；为全消室的平均声强级。

如图2所示，图2是图1的隔声测量系统的测试样件隔声量曲线图，可以看出，与参考值对比，该隔声测量系统测试结果可靠。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。