驻波管法测吸声系数实验指导书(DOC)

实验一驻波管法测量吸声材料垂直入射的吸声系数

实验指导书

一、实验目的

掌握用阻抗管法（驻波比法）测量吸声材料的吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。

被测试件：海绵或腈纶毛毡

二、实验要求

1．了解阻抗管的结构原理及功能。

2．掌握AWA6122A驻波管测量吸声材料的吸声系数的程序。

3、实验过程和要求参照GB/T18696.1-2004《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第一部分：驻波比法》。

三、实验环境

1．AWA6122A驻波管及测试软件

2．被测材料：海绵样品或腈纶毛毡大管直径960㎜，小管直径300㎜。

3．信号输出：

（1）频率范围：100Hz～10kHz，频率误差<0.1%，±0.33Hz。

（2）信号源输出电压：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。

（3）频率点：按1/96倍频程可选。

4．幅度测量：

（1）频率范围：0.02～20kHz，频响≤±0.2dB（以1kHz为基准）。

（2）幅度范围：35dB～+136dB。

（3）内置频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。

5．使用环境：+10～+35℃，相对湿度小于70%。

6.电源：50Hz，220V±10%。

7.通用计算机及打印机

8.声级校准器：

四、实验内容

1、实验装置

整个实验系统由计算机、显示器、信号源、测量放大器、测试话筒等五部份组成。机内自动进行线路校正，性能相当稳定。能根据测量到的峰谷值计算吸声系数值，并能显示吸声系数值与频率刻度的坐标曲线。仪器的输出信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。数据和曲线可以打印输出。

驻波管装置如图1：

L 管(大管测低频)：Ф96x1000 (mm) 频率范围：90Hz~2075Hz

S 管(小管测高频)：Ф30x350 (mm) 频率范围：1500Hz~6641Hz

图1驻波管的结构及测量装置简图

2、测量内容

测量海绵样品腈纶毛毡的吸声系数。

3、实验原理

吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量，它被定义为：被吸声材料吸收的声能和入射声能之比，通常用符号a 表示。驻波管主要部分是一根内壁光滑，截面均匀的管子，管子的末端装以被测材料的样品，由扬声器向管子辐射的声波在管中以平面波方式传播，平面波在材料表面反射回来，其结果是在管中建立了驻波声场，从材料表面算起管中出现了声压极大和极小的交替分布，利用可移动的探管传声器接收，在测试仪器上测出声压极大与极小的声级差（或极大值与极小值的比值），用试件的反射系数r 来表示声压的极大值与极小值，便可确定垂直入射吸声系数。即：

因此，只要确定声压极大值和极小值的比值，即可计算出吸声系数。如果实际测得的是声压级的极大值和极小值，计算两者之差为Lp ，可由下式计算吸声系数：

2

20min max 200min 0max )1(41：示吸声系数可用驻声系数-1)1()1(S S r p p S S r r p p r p p +=-===-=+=αα为表为：定义驻波比关系可写成：吸声系数与反射系数的根据吸声系数的定义，

2)20/(20/0)

101(104P P L L +?=）（α

4、测量步骤

（1）开机

上电前应按仪器背后标明的提示连接主机电源线、显示器电源线、显示器信号线，在信号输出口用信号输出线连接驻波管中的声源，在测试传声器端口连接测试话筒，测试话筒通过话筒连接器旋到探测小车上。

(2) 上电操作

对于已安装硬盘及WINDOWS 的用户，不需要插入测试软盘，开机后仪器进入WINDOWS ，用户点击“驻波管”图标，进入测试状态。如图2。

注意：对于已安装硬盘的用户，可以直接运行硬盘上的软件，驻波管测试软件子目录为：＜AWAZB ＞。（要求用）

图2 测试状态图

（3）仪器校准

AW A6122性能相当稳定，只要外界条件变化不大，可以长期不校准。

① 电子线路校准:

仪器在测试状态，同时按下+二键，即进入仪器电子线路样准，屏幕最下一行显示：

（“正在电子线路校准 大约等待一分钟”）

大约1分钟后，上列字符消失，电子线路校准结束。返回测量状态。

②测试话筒（参考话筒）校准:

仪器在测试状态，按下键，屏幕最下二行显示如下：

“（声校准功能 按 开始校准 Exc: 退出）”

“（将测试话筒插入声级校准器中 测试话筒灵敏度：XXX.XXmV/Pa ）”

所示的XXX.XXmV/Pa表示上一次校准的值，若需要校准，用户应先将传声器插入声级校准器，按下声级校准器电源开关，再按+键开始校准。校准结束后，显示测试话筒（参考话筒）在1Pa声压的电压值XXX.XXmV/Pa。在进行校准前或校准结束后，按键可退出本校准状态。

（4）安装试件

将试件按照要求装在试件筒内，并用凡士林将试件与筒壁接触处的缝隙填塞，使

之严密，然后再用夹具将试件筒固定在驻波管上。

（5）输出信号设置

根据所需要测量的频率范围要求及驻波管规定的频率范围，设置仪器输出信号的频率。根据测量到的声压级峰值、谷值设置仪器输出信号的幅度。要求测量到的声压级峰值不超过136dB，测量到的声压级谷峰值不小于50dB。

——调节声频发生器的频率，一次发出100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300 Hz不同的声频。

注意：

大管的频率测量下限约为100Hz，上限约为2075Hz（测量低频声）；小管的频率测量下限约为1600Hz，上限约为6641Hz（测量高频声）。

如何换管：

①将小车（滑块）移动到导轨的末端。

②拧下驻波管与音箱连接的螺钉，取下驻波管。

③对于大管，取下探管上的支架，然后安装小管。

④对于小管，在探管上安装支架，然后安装大管。

（6）读取声压级峰谷值（②以下操作时，〈Num_Lock〉指示灯必须熄灭。）

①将固定驻波管的滑块移到最远处，

②移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个峰值位置，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极大值的位置。此位置即为峰值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。

③移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个谷值位置，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极小值的位置。此位置即为谷值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。

④移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率的第二个峰值位置、第二个谷值位置，或到所要测量的频率的第三个峰值位置、第三个谷值位置。重复②条和③条操作。可以测量到第二个峰谷值和第三个峰谷值。（每一频率反复测试三次）

⑤重复①条、②条、③条、④条操作可以测量到各个频率点的声压级峰谷值。

注意：

仪器采样或停止：

Nun_Lock ——按一下〈Nun_Lock〉键，键盘右上角的“Nun_Lock”指示灯亮时仪器暂定声压级数值的采样，直到再按一下〈Nun_Lock〉键，键盘右上角的“Nun_Lock”指示灯不亮时再次开始采样。

清除当前声级的峰谷值：

Alt+F6 ——同时按< Alt >键及键将当前光标所在行的声级峰值、谷值、距离以及相应的吸声系数。

（7）计算吸声系数

在测量到各个频率点下的声压级峰谷值后，按〈F7〉键可计算各个频率对应下的吸声系数（如果仪器已设置了密码，则必须正确输入密码才能计算）。

（8）输入信息

按键，根据仪器提示操作，在屏幕上输入本次操作的“材料”、“班级”、“小组”、“姓名”等。（该实验设备电脑设置低，不能用）

按键，仪器可根据已计算的吸声系数显示坐标及曲线，如图3所示。在显示坐标后，按键可打印显示结果。按〈Esc〉返回到图2状态。

（9）打印结果

对于在WINDOWS系统下使用的用户，可将屏幕显示结果制作成“.BMP”文件进行打印。操作如下：

①选择需要存盘或打印的屏幕，使屏幕如图2或图3所示。

②按下〈ALT〉+〈PRINT_SCREEN〉键。

③按下〈ALT〉+〈Tab〉键，返回到WINDOWS下，打开“画图”软件，点击“编辑”栏目下的“粘贴”功能，可将原显示的结果制作为一个文件。然后可进行打印、存盘等操作。

图3 频率特性曲线

（10）关机

在关机前按退出测试软件，以便保存仪器的测试状态，如：已设置好的频率及电压。拔掉电源插头，以保证安全。

六、实验注意事项

1.安装样品时，不要和后板之间留有间隙，否则曲线上会出现吸收峰。

2.交叉校准时，完全松开固紧螺栓，轻轻拿出传声器，然后再轻轻放到位后固紧。

七、预习题

1、驻波管法测量吸声系数的原理？

2、驻波管方法测量的吸声系数和混响室法测量的吸声系数有什么区别？各有什么优缺点？

3、阅读实验指导书，熟悉测量操作过程。

八、实验报告要求

1. 每人完成实验报告一份，包括实验目的、原理、内容、总结。

2.材料垂直入射吸声系数测试结果报告中，应包含被测材料的参数（如名称、厚度、密度等）、试件安装情况（是否留有空腔）等基本描述。按1/3倍频程绘出材料的吸声系数数据表及曲线图形表示测试结果。

3.对测量结果进行分析，提出改进意见。

（1）分析吸声材料的频率特性；与理论计算或结论的相符性如何？

（2）分析引起实验误差的原因；

（3）改进意见。

指导教师：张晓玲

2015年2月28日

附件：

功能键（提示菜单）说明

1、在运行配套软件后，屏幕显示如图2所示。屏幕下方显示一行操作菜单，其功能如下：

测试话筒校准：

F1：（校准）———按键进入测试话筒校准。

设置输出信号频率：

F2：（频率）———按键设置当前光标对应的输出信号的频率。

设置输出信号幅度：

F3：（电压）——按键设置当前光标对应的输出信号的电压（有效值）。

图2

图3

打印输出：

F4：（打印）———按键把当前屏幕打印。根据提示，用户可选择EPSON（LQ 系列）或HP（600，800系列）两家公司的打印机。

仪器密码（口令）设置：

F5：（密码）———按键设置仪器密码（口令），如故要更新密码，则必修输入原密码。

清除计算结果（吸声系数）：

F6：（清除）———按键清除所有已计算的吸声系数值。

计算结果（吸声系数）：

F7：（计算）———按键根据已测量到的峰谷声级值计算对应吸声系数。

输入班组号：

F8：（输入班组）——按键，根据仪器提示操作，在屏幕上输入本次操作的“材料”、“班级”、“小组”、“姓名”等。

显示吸声系数曲线：

F9：（显示坐标）——按键，仪器可根据已计算的吸声系数显示坐标及曲线。如图3所示。在显示坐标后，按键可打印显示结果。按〈Esc〉返回到图2状态。退出测量：

F10：（退出）——按键退出测试状态，并将对仪器的各个状态进行记录，使得下一次开机时所设置的状态不变。用户将进入DOS系统或WINDOWS系统。

输入探管距离：

0~9：（输入距离）———按0~9键（数字键），在对应的光标位置输入探管距离（驻波峰值点及谷值点的位置）。

移动光标：

→、←、↑、↓———按<→>、<←>、<↑>、<↓>键移动光标，仪器根据当前光标位置的设置条件输出信号，并在当前位置显示声压级数值。

2.屏幕没有显示的功能键说明如下：

电子线路校准：

Shift+F1：（电路校准）———同时按< Shift >键及键电子线路校准。

清除当前声级的峰谷值：

Alt+F6 ——同时按< Alt >键及键将当前光标所在行的声级峰值、谷值、距离以及相应的吸声系数。

仪器采样或停止：

Nun_Lock ——按一下〈Nun_Lock〉键，键盘右上角的“Nun_Lock”指示灯亮时仪器暂定声压级数值的采样，直到再按一下〈Nun_Lock〉键，键盘右上角的“Nun_Lock”

指示灯不亮时再次开始采样。