ICS17.140.01 A59 中华人民共和国国家标准化指导性技术文件 GB/Z27764—2011 声 学 阻抗管中传声损失的测量 传递矩阵法 Acoustics—Determinationofsoundtransmissionlossinimpedancetubes— Transfermatrixmethod 2011-12-30发布 2012-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 原理 3 ……………………………………………………………………………………………………… 5 测试设备 3 ………………………………………………………………………………………………… 6 预备测试 8 ………………………………………………………………………………………………… 7 测试样品的安装 9 ………………………………………………………………………………………… 8 测试步骤 9 ………………………………………………………………………………………………… 9 测量不确定度 11 …………………………………………………………………………………………… 10 测试报告 12 ……………………………………………………………………………………………… 附录A(规范性附录) 预备测试 13 ………………………………………………………………………… 附录B(规范性附录) 测量理论 16 ………………………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 柔性薄片材料测量说明 18 ………………………………………………………… 附录D(资料性附录) 误差来源及测量不确定度计算 19 ………………………………………………… 参考文献 25 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/Z27764—2011 前 言 本指导性技术文件按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本指导性技术文件由中国科学院提出。 本指导性技术文件由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)归口。 本指导性技术文件起草单位:中国科学院声学研究所、上海交通大学、南京大学、无锡吉兴汽车声学 部件科技有限公司。 本指导性技术文件主要起草人:刘克、朱蓓丽、程建春、朱可达、周启君、陶猛、王金兰。 ⅢGB/Z27764—2011 声学 阻抗管中传声损失的测量 传递矩阵法 1 范围 本指导性技术文件规定了用传递矩阵法在阻抗管内测量声学材料或声学结构的法向入射隔声量 (或称法向入射传声损失)。 本指导性技术文件适用于海绵、棉毡及测试频率处于质量控制区的软质薄板等局部反应声学材料 (即材料内部没有与其表面平行的声传播)的法向入射隔声量的测量;适用于研制阶段声学材料隔声性 能的对比;由于材料的传声损失与它的物理特性(诸如弹性模量、密度、结构因子等)紧密相关,所以本指 导性技术文件规定的测量方法可以应用于有关的基础研究和产品开发。 本指导性技术文件不适用于产品隔声性能的鉴定测试。 本指导性技术文件使用阻抗管、一个或多个传声器及数字采集分析系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T3947—1996 声学名词术语 GB/T18696.2—2002声学 阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第2部分:传递函数法 3 术语和定义 下列术语及定义适用于本文件。 3.1 法向入射声压透射系数 normalincidence[sound]pressuretransmissioncoefficient τp 声波法向入射时,经材料或结构透射的声压与入射声压之比。 注:改写GB/T3947—1996,术语和定义12.37。 3.2 法向入射传声损失 normalincidence[sound]transmissionloss TL 声波法向入射时,材料一面的入射声功率级与另一面的透射声功率级之差。传声损失等于声压透 射系数的平方的倒数取以10为底的对数,单位为贝[尔],B。但通常用分贝(dB)为单位。 注:改写GB/T3947—1996,术语和定义12.26。 3.3 第一基准面 thefirstreferenceplane 用来测定声压透射系数的阻抗管横截面,如果试件表面是平面,则通常就取样品的前表面为第一基 准面。 注:改写GB/T18696.2—2002,术语和定义3.3。 1GB/Z27764—2011 3.4 第二基准面 thesecondreferenceplane 用来测定声压透射系数的阻抗管横截面,如果试件表面是平面,样品厚度为t,则第二基准面通常 取在x=t处。 注:改写GB/T18696.2—2002,术语和定义3.3。 3.5 空气中的波数 wavenumberintheair k0 定义为: k0=ω/c0=2πf/c0 式中: ω———声波的角频率; f———声波频率; c0———空气中声速。 注:改写GB/T18696.2—2002,术语和定义3.6。 3.6 材料中的波数 wavenumberinthematerial k 材料中的波数一般是复数,定义为: k=kr-jki 式中: kr———k的实部(kr=2π/λ),即相位常数; λ———声波波长; ki———k的虚部,即衰减常数。 3.7 复声压 complexsoundpressure p 瞬时声压的傅里叶变换。 [GB/T18696.2—2002,术语和定义3.7] 3.8 互谱 crossspectrum Sij 两个传声器位置i和j处复声压pi和pj确定的乘积pj·pi*。 注:*表示复数共轭。 [GB/T18696.2—2002,术语和定义3.8] 3.9 自谱 autospectrum Sii 传声器位置i处复声压pi确定的乘积pi·pi*。 注:*表示复数共轭。 [GB/T18696.2—2002,术语和定义3.9] 2GB/Z27764—2011 3.10 传递函数 transferfunction Hij 传声器位置i到位置j的传递函数,定义为复数比值pj/pi=Sij/Sii,或Sjj/Sji,或[(Sij/Sii)(Sjj/ Sji)]1/2。 [GB/T18696.2—2002,术语和定义3.10] 3.11 校准因数 calibrationfactor Hc 用于校正两个传声器之间振幅失配和相位失配的因数。 注:Hc测量及计算见8.5。 [GB/T18696.2—2002,术语和定义3.11] 4 原理 测试样品安装在试件安置管中。管中的平面波由激励源产生,信号可以是无规噪声、伪随机序列噪 声或线性调频脉冲。在前管中靠近样品的两个位置上测量声压,求得两个传声器信号的声压传递函数; 同样,在后管中靠近样品的两个位置上测量声压,求得两个传声器信号的声压传递函数。由传递矩阵法 计算试件的法向入射透射系数(见附录B)、传声损失等相关声学量。 上述这些量都是频率的函数。频率分辨率取决于采样频率和数字采集分析系统的测量记录长度。 有效的频率范围与阻抗管的横向尺寸或直径及两个传声器之间的间距有关。用不同的尺寸或直径和间 距组合,可得到宽的测量频率范围。 测量可采用以下两种方法之一进行: a) 四传声器法(采用在固定位置上的4个传声器测量); b) 单传声器法(采用一个传声器依次在4个位置上测量)。 5 测试设备 5.1 阻抗管的构造 阻抗管分为前管、后管和试件安置管。前管一端接声源,另一端接试件安置管。后管一端接试件安 置管,另一端为具有一定吸声性能的封闭端。传声器安装孔有4个,前管、后管各两个,沿管壁布置。 阻抗管应平直,其横截面面积应均匀(直径或横截面尺寸的偏差在±0.2%以内),管壁应表面光滑、 刚硬,且足够密实,以便它不被声信号激发起振动,在阻抗管工作频段内不出现共振。对于金属圆管,建 议壁厚取为管径的5%左右。对于矩形管,四角要有足够的刚度,以防侧板变形,建议板厚取为阻抗管 横截面尺寸的10%。水泥制作的管壁可涂刷调匀的粘合剂,以保证气密。木材制作的管壁应采用同样 措施。水泥管壁和木质管壁还应外包铁皮或铅皮以增加强度和阻尼。 阻抗管横截面的形状原则上是任意的,建议选用圆形或矩形(最好是方形)的截面。 如果矩形管是由板材制作的,那么必须小心保证没有漏声的孔和缝(可用粘合剂或油漆密封),阻抗 管还应有防止外界噪声和振动传入的隔声隔振处理措施。 整个阻抗管结构与放置阻抗管结构的工作台架之间应有适当的隔振措施(如放置在橡胶垫上),以 避免外界振动对测试的影响。 3GB/Z27764—2011 5.2 工作频率范围 工作频率f的范围为: fl<f<fu …………………………(1) 式中: fl———阻抗管工作频率下限; fu———阻抗管工作频率上限。 fl取决于两传声器的间距和分析系统的精度。 fu根据避免出现非平面简正波模式的原则选取。 fu(Hz)的选取条件,对直径为d(m)的圆管是: d<0