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AWA6290Z型驻波管吸声系数测量系统使用说明书

  • 更新时间:2022-05-26      浏览次数:1032
    • 一、 驻波管

      驻波管原理介绍

      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。用驻波管法测量材料垂直吸声系数简单而且经济,现代声学测量用的驻波管结构参见下图,其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,理论上可以证明,如故管中声波传播的频率与管子横截面几何尺寸满足下列关系时,则只有沿管轴传播的平面波。

      f<(1.84/π)*(C0/D)                          (对于圆管)

      f<C0/2L                                     (对于方管)

      式中D为圆管直径;L为方管边长;C0为空气中的声成速。

      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)便可确定垂直入射吸声系数。虽然音频信号源输给扬声器的是单频电信号,但扬声器发出的并不一定是纯音,所以在接收端必须进行滤波才能除去不必要的高次谐波分量。由于要满足在管中传播的声波为平面波和必要的声压极大值、极小值数目,常设计有低、中、高频三种尺寸和长度的祝波管,分别适用于不同的频率范围。

       

      驻波管装置介绍

       

      一、 驻波管装置如图:

       

            1        2                              3                  4           5

       

       

       

       

         1 被测材料管(试件筒)  2 驻波管(LS两种)  3 音箱   4 探测小车   5 导轨

                                          图(四)

       

      二、 L管:Ф96x1000 (mm)      频率范围:90Hz~2075Hz

      S管:Ф30x350 (mm)       频率范围:1500Hz~6641Hz

       

      三、导轨标尺长度:1000mm

      最小刻度:    1mm

       

      四、音箱功率:10W   阻抗:6Ω(即最大输入电压约7V)

       

      五、驻波管测试频率规定:

       

      F<(1.84/π)*(C0/D)                          (对于圆管)

      F<C0/2L                                     (对于方管)

      其中C0为空气中的声速,D为圆管直径,L为方管边长。

      六、吸声系数的计算公式:

               

             a = (4*10^(L/20))/((1+10^(L/20))^2)

      其中L为声压级的峰值和谷值之差。参阅南京大学声学研究所电声专业强化班教材《音频声学测量》。

       

      配套大小驻波管的更换

      由于本仪器配套的大管内径为96mm,小管内径为30mm.所以对于大管的频率测量上限约为2075Hz,小管的频率测量上限约为6641Hz。所以对于各个频段的吸声系数的测量需要更换相应的驻波管。按如下步骤更换大小管:

      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,取消下驻波管。

      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。

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

      二、测量软件

      设备连接如下图

       

      1. 软件使用

      1.1按照正确的方式连接仪器、功放、驻波管后,在打开软件之前先将信号发生器打开并打开功放,软件初次打开界面如下:

       

      只有启动按钮有效,发声部分也是不可用状态。当点击启动后,开始分析,各键方才有效。如下图:

       

       

       

      参数设置界面如下图:

       

      可以在此设置前端通道的参数。与驻波管搭载使用测吸声系数时,量程选择接近的量程,前置供电选择4mA稳流源,灵敏度级可根据出厂报告设置(也可重新校准修改灵敏度级使1kHz处显示93.8dB),频率计权选择Z计权,采样频率建议设置48K。输入通道默认为通道1,不可修改。

       

      点击数据记录记录峰谷值信息,输入游标信息后,根据峰谷值选择最大最小值,点击确定即可将本次的信息保存在下方对应频率点处。参考下图:

       

       

      1.2由上面的图所示,本系统主要分为两部分,一部分为测量部分,一部分是控制发声部分。分别介绍如下:

      测量部分:

      测量部分又分为测量控制按钮和测量显示量部分,

      测量控制按钮:系统初始化时,只有启动测量按钮使能,其他按钮成灰色。

      启动测量:开启系统采集的功能,同时开启系统的频谱分析,此时在系统的频谱图显示部分显示频谱的柱状图,此时启动按钮变灰,其他按钮使能。此时用户可以启动系统的发声,在右侧发声部分,点击相应的频率按钮即可控制设备发声。

      测量时,调节信号幅度或功放,使谐波量最好比被测频率的声压值少50dB以上。

      暂停测量:停止系统的频谱数据更新,但是系统继续采集分析。发声按钮部分变灰。

      停止测量:停止系统的采集分析,并停止频谱数据更新。发声按钮部分变灰。

      保存:保存所有已测好的频率点的吸声系数值,以.coe的文件保存,可用excel打开。

      数据记录:记录频率点峰谷值的信息。

       

      具体部分参考AWA6290多通道分析系统的说明。

      发声部分:如主界面所示,发声部分主要是包含一些以中心频率命名的按钮,每个按钮代表一个中心频率的发声控制。对于驻波管测试频率以外的频率暂时显示为灰色。信号幅度设置后,点击回车才会有效。点击一个中心频率进行发声后,用户可以调节驻波管的滑块,以测量此中心频率的声压级的最大、最小值。

       

      2. 与驻波管搭载使用的测量步骤:

      利用驻波管测试材料垂直入射吸声系数的步骤如下:

      a将固定驻波管的滑块移到最远处。并启动测量。

      B点击需要发声的频率的按钮以发声音,缓慢移动固定驻波管的滑块,同时读取此频率的声压级,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。

      c缓慢移动固定驻波管的滑块,同时读取此频率的声压级,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。

      d重复bc条操作。可以测量到第二个峰谷值和第三个峰谷值。

      e重复ad操作,可以测量到各个频率点的声压级峰谷值。

      f注意事项:由于扬声器密封性能不是特别好,故标尺首尾数据不要记录,避免因漏声造成的测量误差,多次测量后,得到的吸声系数为这几次的算术平均值。

       

      注意事项

      1输入电压:最高输入电压约为7V

      2、传声器供电:选择4mA稳流源。

      3、谐波:测量时,调节信号幅度或功放,使谐波量最好比被测频率的声压值少50dB以上。

      4、量程:量程选的量程,可以保证测得值的精确度。

      5、频率计权:选择Z计权。

      6、信号发生器的标题是“sign"时才能被识别。因为当切换该软件的语言时,这个标题会被改变。

      7、执行文件打不开,是以为没有注册(.ocx文件)。

      8、启动键打开时,程序会死掉,是因为设备的搜索模式不对,必须    要打开5.0版本从新选择模式为6290M

      91/3OCT模块需要授权。