基于指向性声源的吸声系数测量

摘要

现有材料的吸声系数测量方法有很多,可以把它们分为三类[1]:(1)混响室法(2)驻波管法(3)反射法.混响室法测量材料的均匀无规入射吸声系数,广泛应用于建筑声学及噪声控制领域;驻波管法能精确的测量材料垂直入射吸声系数.混响室法和驻波管法测量都属于实验室测量方法,不适合现场测量.反射法是通过测量入射和反射到材料表面的声信号计算得到复声压反射因数,从而得到材料的吸声系数了,它能用于现场测量.现有的反射法比较多,其中较常用的是Allard[2]的自由场方法.但这种方法对测试材料大小有一定的要求,测量低频时特别明显.而近几年来兴起的指向性声源[4]的使用就可以改善这种情况.指向性声源的原理是将待发射的音频信号调制在高频(超声频率)载波信号上,再用超声换能器发射出去.由于空气的非线性声学效应,在传播过程中声波中的音频信号会自解调出来,可以被人耳直接听到.超声传播的高指向性可以确保音频声信号的定向发射,因此测量能够集中在某个区域,实现小尺寸材料的实时测量.另一方面,解调得到的音频声在一定距离内近似看作是平面波传播,可以简化计算.基于以上两个特点,指向性声源用于材料吸声系数的实时测量将会有较大的研究意义和应用前景. 本文是在Allard的方法的基础上,采用了自主研制开发的指向性声源作为声源来进行测量,测量结果与传统实验室测量方法进行了比较.实验结果表明,使用指向性声源作为材料吸声系数的测量方案是可行的,值得进一步深入研究.