声学材料隔声量测量系统的研究
车用声学材料隔声性能测试方法研究
车用声学材料隔声性能测试方法研究侯兆平;莫天石;付年;郭名权【摘要】混响室-消声室法是衡量声学隔声性能的重要方法,但声学实验室造价昂贵,且移动不便,所以可移动式的小型声学实验室的研发以及其测试能力的验证是非常必要的.本文使用混响室-消声室法与基于混响室-消声室原理设计的的Alpha舱法分别测试汽车地毯总成样件插入损失,并通过SEA法仿真计算该样件的插入损失,对这三种结果进行对比分析.结果表明,Alpha舱法测试结果与仿真结果更为接近,在800-4000Hz的中高频段内能较准确反映材料的隔声性能.结论可为相关企业选择检测材料声学性能的方法提供参考.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】5页(P55-58,54)【关键词】混响室-消声室;Alpha舱;SEA法;插入损失【作者】侯兆平;莫天石;付年;郭名权【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州545000;中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司,天津300000;上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州545000;湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司,长沙410000【正文语种】中文【中图分类】U467.493混响室-消声室法测量声学零件的插入损失在国内外学者对声学包零件隔声性能分析上得到了广泛的应用。
相比于阻抗管隔声测试的声源垂直入射，混响室-消声室法的声源无规入射，能够将被测样件的结构特性和材料不均匀性的影响考虑进去，更符合声学零件的实际使用情况。
PengCheng[1]、邓江华[2]、侯兆平[3]、姜东明[4]等使用混响室-消声室法对整车前围隔声性能进行研究，测试结果与仿真计算值误差均在3dB以内，且趋势一致。
李鸿顺[5]、王志瑾[6]等使用混响室-消声室法对材料级平板件的隔声性能进行研究，得到平板件的隔声性能与结构参数的关系，周晓琴[7]利用混响室-消声室方法对小试件进行隔声量测试，并将隔声量高的材料用于发动机隔声罩，在整车降噪上取得较满意的效果。
隔声量的测量方法概述
隔声量的测量方法概述下面内容主要是简单的介绍了一下目前常用的几种隔声量的测试方法，分别包括其测试原理原理、测试装置图及测试时所需要注意的问题，还分析了各种方法的利与弊。
主要包括如下几种测量方法：混响室法测隔声量、驻波管法测隔声量，其中在驻波管法测隔声量包含三传感器测量法和四传感器测量法。
1 混响室法测量隔声量1.1 混响室隔声量测量原理图 1-1 测量原理图使用两间紧邻的混响室，一件作声源室，另一间作接受室，两件之间有一个公共墙面，墙面上有一个安装洞孔，用于安装测量材料。
噪声发生器发出白噪声或者粉红噪声，经过滤波器滤波，滤除所需要的频段的信号，经过功率放大器放大信号，由扬声器将电信号转为声信号，在其中一间混响室内发出声波，待室内声场稳定后，由两间混响室内的传声器对室内声压进行测量，将声信号转化为电信号，再经过滤波器滤波出所需要频段的信号。
最后根据混响室隔声量的测量公式计算出所测材料的隔声量。
1.2 混响室隔声量测量要求进行隔声量测量的实验室的侧向传声必须受到抑制，否则无法确定所测得的隔声量能否代表构建本身。
两个混响室之间的传声途径共有两部分组成。
一部分是直接透过构件部分，如图1-2中的C,也就是我们希望用以表征构件隔声量的那一部分：另一部分有许多旁路，如图1-2中的A、B、D，他们都有四周的墙壁参与，统称为侧向传声。
后者在实验室测试设备中必须女里排除，或者尽量把他们抑制，知道对所要测试的参数产生不了大的影响为止。
图1-2 传声途径图所以，混响实验室的房间应符合下列要求：（1）在大的房间中，被激发的低频率较多，声场可较为扩散。
也就是说在同样精度要求下，测定频率可以低一些，但室内声程会较长，空气吸收引起的声场不均匀性依序考虑。
故体积大小应选择一个折中数值。
此外，声源室和接受室两个房间的容积和形状要求不完全相同，这是为了避免两室的简正频率通过实践振动方式的耦合而使隔声量降低。
因此，测试房间的体积不应小于50m3,两个房间的体积和形状不应完全相同，其体积相差不应小于10%。
声学测量系统的精确度分析与提升方法研究
声学测量系统的精确度分析与提升方法研究声学测量是一种重要的技术手段，广泛应用于工程、医学、环境保护等领域。
然而，声学测量系统的精确度对于结果的准确性至关重要。
本文将探讨声学测量系统的精确度分析与提升方法的研究。
一、声学测量系统的精确度分析声学测量系统的精确度分析是评估其测量结果与真实值之间的差异程度。
在进行精确度分析时，需要考虑以下几个因素：1. 传感器精度：传感器是声学测量系统的核心组成部分，其精度直接影响测量结果的准确性。
传感器的精度取决于其灵敏度、线性度、频率响应等参数。
2. 环境影响：声学测量系统在不同的环境条件下，可能受到温度、湿度、气压等因素的影响。
这些环境因素会导致传感器的性能变化，从而影响测量结果的准确性。
3. 仪器校准：定期对声学测量系统进行校准是确保其精确度的重要手段。
校准过程中需要使用标准参考源，将测量结果与已知真实值进行比较，以确定系统的偏差和误差。
二、声学测量系统精确度提升方法为提高声学测量系统的精确度，可以采取以下方法：1. 传感器选择：选择具有高精度和稳定性的传感器是提高声学测量系统精确度的关键。
应根据具体需求选择合适的传感器，比如高灵敏度、宽频响范围的传感器。
2. 环境控制：在进行声学测量时，应尽量控制环境条件，减少环境因素对测量结果的影响。
例如，在实验室环境中，可以控制温湿度、气压等参数，以确保测量的准确性。
3. 仪器校准：定期对声学测量系统进行校准是保证其精确度的重要手段。
校准应遵循标准程序，并使用可追溯的标准参考源，以确保测量结果的准确性。
4. 数据处理：对于声学测量系统获取的原始数据，进行合理的数据处理也是提高精确度的关键。
可以采用滤波、平均等方法，去除噪声和干扰，提取有效信号。
5. 系统集成：在设计和搭建声学测量系统时，应考虑系统的整体一致性和稳定性。
各个组成部分之间的匹配和协调，对于提高系统的精确度至关重要。
三、结论声学测量系统的精确度分析与提升方法研究是确保测量结果准确性的重要工作。
物理实验技术中的声学材料性质测量与调节方法
物理实验技术中的声学材料性质测量与调节方法在物理实验中，声学材料的性质测量和调节是非常重要的任务。
声学材料是指能够对声波产生影响的材料，它们的性质决定了它们在声学应用中的表现。
本文将探讨声学材料性质的测量方法以及如何调节声学材料以优化其性能。
第一部分：声学材料性质的测量方法在声学材料性质测量中，最基本的参数包括声速、声阻抗和声透过率。
声速是声波在材料中传播的速度，可以通过测量声波的传播时间和传播距离来计算。
声阻抗是材料对声波的阻力大小，可以通过声波在材料和空气之间的反射和透射系数来计算。
除了基本参数外，声学材料的吸声性能也是关键指标之一。
吸声性能是指材料对声波的能量吸收能力，常用的测量方法有反射法和法。
反射法是将声波射入待测试材料，测量声波的反射能量。
根据反射能量与入射能量之比，可以计算出材料的吸声系数。
而法是将待测材料与参考材料进行比较，测量其之间的传播损耗差异来计算吸声性能。
另外，声学材料的声辐射和传导性能也需要进行测量。
声辐射指的是材料对声波的辐射能力，可以通过测量材料在声压试验中的辐射压力来获得。
声传导是指声波在材料内部的传播能力，可以通过测量材料内部的声传导速率来获得。
第二部分：声学材料性质的调节方法调节声学材料性质的目的是优化其在声学应用中的表现。
常见的调节方法包括改变材料的密度、厚度和结构。
首先，调节声学材料的密度可以显著影响声速和声阻抗。
增加材料的密度可以提高声速和声阻抗，从而改善材料的吸声性能和隔音效果。
而减小材料的密度则可以降低声速和声阻抗，适用于需要减小噪音的应用场景。
其次，调节声学材料的厚度也是一种常见的方法。
增加材料的厚度可以增强其吸声性能和隔音效果，因为增大厚度会增加声波在材料中的传播路径。
然而，过大的厚度可能会导致材料过于笨重和不便于安装，因此需要在实际应用中进行权衡。
最后，调节声学材料的结构也可以改变其性能。
比如，通过设计微孔结构可以增加材料的吸声性能，因为微孔会捕获并耗散入射声波的能量。
驻波管中测量声学材料的隔声量
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声学测量技术在室内空间声学优化中的应用探索
声学测量技术在室内空间声学优化中的应用探索室内空间的声学优化对于提升音质和音效至关重要。
如何利用声学测量技术来优化室内空间的声学效果成为了一个热门话题。
本文将探讨声学测量技术在室内空间声学优化中的应用。
首先，我们需要了解声学测量技术的基本原理。
声学测量技术是通过使用专业的测量设备和软件来分析室内空间中声音的传播和反射情况。
通过采集和分析声音信号，我们可以了解声音在室内空间中的传播路径、反射点和吸音点等信息。
这些信息可以帮助我们确定声音的强度、清晰度和均衡性，从而进行声学优化。
其次，声学测量技术在室内空间声学优化中的应用非常广泛。
首先，它可以用于优化音响系统的布局和调试。
通过测量声音在室内空间中的传播情况，我们可以确定最佳的音响位置和角度，以及合适的音量和音调设置。
这样可以确保音响系统的音质和音效达到最佳状态，使听众获得更好的听觉体验。
另外，声学测量技术还可以用于室内空间的吸音和隔音设计。
通过测量声音在室内空间中的反射和吸收情况，我们可以确定需要增加或减少吸音材料的位置和数量。
这样可以有效地减少声音的反射和共鸣，提高室内空间的声学品质。
同时，通过测量声音在室内空间中的传播路径和隔音效果，我们可以优化隔音设计，减少室内外噪音的干扰，提高室内空间的舒适性。
此外，声学测量技术还可以用于室内空间的声学模拟和仿真。
通过测量和分析声音信号，我们可以建立室内空间的声学模型，并进行声学仿真。
这样可以在设计阶段就预测和评估不同布局和材料选择对声学效果的影响，从而指导室内空间的声学优化工作。
这种声学模拟和仿真技术在建筑设计和剧院演出等领域得到了广泛应用。
总之，声学测量技术在室内空间声学优化中发挥着重要的作用。
通过测量和分析声音信号，我们可以了解声音在室内空间中的传播和反射情况，从而优化音响系统的布局和调试，改善室内空间的吸音和隔音设计，进行声学模拟和仿真等工作。
这些应用可以提高室内空间的声学品质，提升听众的听觉体验。
面料的声学性能研究及噪音控制技术
面料的声学性能研究及噪音控制技术引言随着城市化的进程和工业化的快速发展，人们生活在一种噪音污染日益严重的环境中。
噪音对人类身心健康产生不可忽视的影响，因此噪音控制变得越来越重要。
面料作为一种常见的建筑材料，其声学性能对于噪音的传播和控制起着重要的作用。
本文将探讨面料的声学性能研究，并介绍一些噪音控制技术。
面料的声学性能研究面料声学参数面料的声学性能是通过一系列参数来描述的。
常见的面料声学参数包括声传递损失、声吸收系数、噪声隔声指数等。
•声传递损失（Transmission Loss，TL）是一种描述面料对噪音传播的阻隔能力的参数。
通过测量面料在不同频率下的声传递损失，可以评估其噪音隔离性能。
•声吸收系数（Sound Absorption Coefficient）是描述面料对声波能量吸收能力的参数。
声吸收系数越高，代表面料对声波的吸收能力越强。
•噪声隔声指数（Noise Reduction Coefficient，NRC）是根据声吸收系数计算的综合参数。
NRC越高，代表面料对噪声的隔离能力越强。
面料的声学性能影响因素面料的声学性能受多种因素影响，包括材料、纤维结构、纤维密度、纤维形态等。
•材料：不同材料的声学性能存在差异。
如纺织面料、玻璃纤维面料、聚酯纤维面料等，在声学性能上存在明显的差异。
•纤维结构：面料的纤维结构对声学性能有重要影响。
纤维越细、越密集，声波在纤维间的传播损失越大，面料的声学性能越好。
•纤维密度：纤维密度越大，面料对声波的吸收能力越强。
•纤维形态：面料的纤维形态也会影响声学性能。
如疏松的纤维结构比紧密的纤维结构对声波的吸收能力更好。
面料的声学性能测试方法为评估面料的声学性能，通常采用实验室测试和数值模拟两种方法。
•实验室测试：常用的测试方法包括声传递损失测试、声吸收系数测试和噪声隔声指数测试等。
这些测试方法可以通过专业的测试仪器和设备进行。
•数值模拟：利用计算机模拟的方法可以对面料的声学性能进行预测和分析。
材料的声学性能研究及其应用
材料的声学性能研究及其应用声学性能是指材料对声波的传播和吸收特性。
在不同领域，如建筑、汽车、航空航天等，对材料的声学性能研究具有重要意义。
本文旨在探讨材料的声学性能研究及其在实际应用中的重要性。
一、声学性能的研究方法声学性能的研究通常采用以下方法：1.声学测试方法：通过声学测试设备对材料进行测试，如测量材料的吸声系数、隔声性能等。
2.模拟仿真方法：利用计算机模拟软件对声波在材料中的传播和吸收特性进行仿真模拟。
3.材料结构设计方法：通过改变材料的结构、形状和厚度等参数，优化材料的声学性能。
二、材料声学性能的评价指标评价材料声学性能的重要指标包括：1.吸声性能：吸声性能是表示材料对声波能量吸收的能力。
常用的评价指标是吸声系数，用于描述材料对特定频率范围内声波的吸收程度。
2.隔声性能：隔声性能是指材料对声波的传递能力。
材料的隔声性能可以通过传递损失指数等参数进行评价。
3.声波传播速度：声波在材料中传播的速度也是评价声学性能的重要指标，它受材料密度、弹性模量等因素影响。
三、声学材料的应用声学材料的研究和应用具有广泛的领域和重要性，以下是一些典型的应用案例：1.建筑领域：在建筑领域中，声学材料可以用于改善室内声环境，减少噪声传递和回声。
例如，在会议室和录音棚中使用吸声板和隔声墙可有效降低噪音。
2.汽车领域：声学材料在汽车制造中扮演着重要角色。
通过在车身和底盘上添加吸音材料，可以减少引擎、车轮噪音对车内产生的影响，提高乘坐舒适度。
3.航空航天领域：在航空航天领域，声学材料被广泛应用于飞机和航天器的隔音和减震。
它们可以减轻空气动力噪声和机械振动噪声，提高航空器的性能和安全性。
四、材料声学性能研究的挑战和发展方向在材料声学性能研究中，仍存在一些挑战和需要进一步发展的方向：1.新材料研究：随着科学技术的不断发展，新材料的涌现将为声学性能研究提供新的机遇和挑战。
例如，纳米材料和复合材料的声学性能有待深入研究。
2.多功能性材料：未来的研究方向之一是开发具有多种声学性能的材料。
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上海交通大学硕士学位论文声学材料隔声量测量系统的研究姓名：董明磊申请学位级别：硕士专业：精密仪器及机械指导教师：陈大跃20080101声学材料隔声量测量系统的研究摘要由于声学材料是降低噪声、改善声环境的有效措施，因此，声学材料的研究有着重要意义。
而评价声学材料性能指标的重要参数之一就是隔声量，声学材料的隔声量越大，表明该材料对噪声的隔声效果越好。
隔声量的测量有混响室法和驻波管法，混响室法已经有相应的国家标准，但此方法需要专门的测试环境和测试仪器，不适合实验室声学材料的研究。
本文的研究工作围绕声学材料隔声量测量的原理及计算，声学材料隔声量测量系统的构建及测量，以及隔声量测量系统的数字化设计三方面进行研究。
第一，声学材料隔声量测量的原理及计算。
首先，介绍了声学及声学测量相关的基础知识。
然后，对声学材料隔声量测量的混响室法的测量原理及测量要求进行了讲述，并推导出了混响室隔声量的计算公式。
最后，针对目前驻波管法的三传感器法、改变边界条件的四传感器法和四传感器法三种隔声量测量方法，从原理、计算公式的推导及测量方法等方面进行了比较。
第二，声学材料隔声量测量系统的构建及测量。
使用四传感器测量法，设计了基于Pulse系统的隔声量测量系统。
对该系统的驻波管、传声器、扬声器、音频功放以及Pulse系统等模块的技术参量、选用原则进行了讲述，并列出了使用该隔声量测量系统的测量步骤，提出了隔声量测量中需要注意的问题。
并使用该系统对橡胶和声子晶体进行了隔声量的测量。
最后，分别使用Matlab和VC软件编写了两种隔声量计算软件，软件可以根据该隔声量测量系统所测值计算出声学材料的隔声量。
第三，隔声量测量系统的数字化设计。
设计了基于DSP的隔声量数据I 页处理仪器，并根据实验所测声压的实际值，使用DSP算法计算出了需要的声压值和相位差，与基于Pulse系统的隔声量测量系统所得到的值一致，证明了DSP 算法的正确性和隔声量数据处理仪器的可行性。
关键词：声学材料，隔声量，混响室，驻波管II 页THE RESEARCH ON SOUND TRANSMISSION LOSSMEASURING SYSTEM OF ACOUSTIC MATERIALABSTRACTThe acoustic material is an effective measure which could reduce noise and improve acoustic environment. So, it is important to do research on the acoustic material. One of important factors in evaluating the performance of the acoustic material is the sound transmission loss. The more the sound transmission loss is, the better the performance of the acoustic material is. There are two ways to measure the sound transmission loss. One is the reverberation chamber way which is one of standards in China, the other is impedance tube way. The reverberation chamber way isn’t suitable to use in lab. In this paper, there are three points: principle and computing of measuring sound transmission loss, developing the sound transmission loss measuring system and digital design of sound transmission loss measuring system.First of all, principle and computing of measuring sound transmission loss.First, this paper introduces basic knowledge about acoustics and acoustic measuring. Then this paper introduces the principle and requirements of reverberation chamber, and gets the formula from this system. At last, according to three-microphone method, four-microphone with two different ends method and four-microphone method, this paper compare with this three methos from principle, formula and measuring ways.Second, developing the sound transmission loss measuring system. This paper develops sound transmission loss based on Pulse system according to four-microphone method. And this paper introduces impedance tube, speaker, amplifier and Pulse system from technical parameter, choosing principle, setsIII 页out the measuring steps and some details which need to be paid attention to. And test the sound transmission sound of rubber and acoustic crystal using this measuring system. At last, develop two caculating softwares using Matlab and VC, which can get the sound transmission loss of acoustic material according to the data which be got from the sound transmission loss measuring system.Third, digital design of sound transmission loss measuring system. This paper designs the sound transmission loss processing equipment based on DSP and caculates the sound pressure and phase by DSP program. The result is equal to the data which be got from measuring system based on Pulse system. It proves that this design and program is available.Keywords: acoustic material, sound transmission loss, reverberation chamber, impedance tubeIV 页上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：董明磊日期： 2008 年 2 月 2 日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密√。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：陈大跃董明磊日期： 2008 年 2 月 2 日日期： 2008 年 2 月 2 日第一章绪论1.1 噪声及其危害1.1.1 噪声人们的生活处处离不开声音，声音在人们的生活和工作中起着非常重要的作用。
声音是人们传情达意的重要手段，是帮助人们沟通信息的重要媒介。
有了声音，人们才能用语言交流思想，进行工作，开展一切社会活动；没有声音，世界就会失去风采。
但是另一方面，有些声音却影响人们的学习、工作、休息，甚至会危及人们的健康和生命。
比如，马路上的车辆嘈杂声，工地上的施工声，地铁经过的刺耳声等，则使人心烦意乱，损害听力，并能诱发出各种疾病。
又比如，尽管是悦耳动听的乐声，但对于要入睡的人们来说，可能是一种干扰，是不需要的声音。
判断一个声音是否属于噪声，主观上的因素往往起着决定性的作用，同一个人对同一种声音，在不同的时间、地点和条件下，往往会产生不同的主观判断。
比如，在心情舒畅或休息时，人们喜欢收听音乐；而当心绪烦躁或集中精力思考问题时，往往会主动去关闭各种音响设备。
因此，从生理学的观点讲，凡是对人体有害的和人们不需要的声音统称为噪声。
从物理学的观点讲[1]，和谐的声音叫作乐音，不和谐的声音则叫做噪声。
噪声就是各种不同频率和强度的声音无规则的杂乱组合，它给人以烦躁的感觉，与乐音相比，它的波形曲线是无规则的。
噪声按产生机理分为3种[2]：空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声。
城市环境噪声的主要来源，按污染源种类可分：工业噪声、交通噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声、自然噪声五类。