一,、 駐波管

駐波管原理介紹

吸聲系數(shù)是描述吸聲材料吸聲本領(lǐng)的物理量,，它被定義為：被吸聲材料吸收的聲能和入射聲能之比，通常用符號a表示,。用駐波管法測量材料垂直吸聲系數(shù)簡單而且經(jīng)濟,，現(xiàn)代聲學測量用的駐波管結(jié)構(gòu)參見下圖，其主要部分是一根內(nèi)壁光滑,，截面均勻的管子,，管子的末端裝以被測材料的樣品，由揚聲器向管子輻射的聲波在管中以平面波方式傳播,，理論上可以證明,，如故管中聲波傳播的頻率與管子橫截面幾何尺寸滿足下列關(guān)系時，則只有沿管軸傳播的平面波,。

f<(1.84/π)*(C₀/D)                          (對于圓管)

f<C₀/2L                                     (對于方管)

式中D為圓管直徑,；L為方管邊長；C₀為空氣中的聲成速,。

平面波在材料表面反射回來,，其結(jié)果是在管中建立了駐波聲場，從材料表面算起管中出現(xiàn)了聲壓極大和極小的交替分布,，利用可移動的探管傳聲器接收,，在測試儀器上測出聲壓極大與極小的聲級差（或極大值與極小值的比值）便可確定垂直入射吸聲系數(shù)。雖然音頻信號源輸給揚聲器的是單頻電信號,，但揚聲器發(fā)出的并不一定是純音,，所以在接收端必須進行濾波才能除去不必要的高次諧波分量。由于要滿足在管中傳播的聲波為平面波和必要的聲壓極大值,、極小值數(shù)目,，常設計有低、中,、高頻三種尺寸和長度的祝波管,，分別適用于不同的頻率范圍。

駐波管裝置介紹

一,、 駐波管裝置如圖：

      1        2                              3                  4           5

   1 被測材料管（試件筒）  2 駐波管（L,、S兩種）  3 音箱   4 探測小車   5 導軌

                                    圖（四）

二、 L管：Ф96x1000 (mm)      頻率范圍：90Hz~2075Hz

S管：Ф30x350 (mm)       頻率范圍：1500Hz~6641Hz

三,、導軌標尺長度：1000mm

最小刻度：    1mm

四,、音箱功率：10W   阻抗：6Ω（即最大輸入電壓約7V）

五、駐波管測試頻率規(guī)定：

F<(1.84/π)*(C0/D)                          (對于圓管)

F<C0/2L                                     (對于方管)

其中C0為空氣中的聲速,，D為圓管直徑,，L為方管邊長。

六、吸聲系數(shù)的計算公式：

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

其中L為聲壓級的峰值和谷值之差,。參閱南京大學聲學研究所電聲專業(yè)強化班教材《音頻聲學測量》,。

配套大小駐波管的更換

由于本儀器配套的大管內(nèi)徑為96mm，小管內(nèi)徑為30mm．所以對于大管的頻率測量上限約為2075Hz,，小管的頻率測量上限約為6641Hz,。所以對于各個頻段的吸聲系數(shù)的測量需要更換相應的駐波管。按如下步驟更換大小管：

1,、 將小車（滑塊）移動到導軌的末端,。

2、 擰下駐波管與音箱連接的螺釘,，取消下駐波管,。

3、 對于大管,，取下探管上的支架,，然后安裝小管。

4,、 對于小管,，在探管上安裝支架，然后安裝大管,。

二,、測量軟件

設備連接如下圖

1. 軟件使用

1.1按照正確的方式連接儀器、功放,、駐波管后,，在打開軟件之前先將信號發(fā)生器打開并打開功放，軟件初次打開界面如下：

只有啟動按鈕有效,，發(fā)聲部分也是不可用狀態(tài),。當點擊啟動后，開始分析,，各鍵方才有效,。如下圖：

參數(shù)設置界面如下圖：

可以在此設置前端通道的參數(shù)。與駐波管搭載使用測吸聲系數(shù)時,，量程選擇接近的量程,，前置供電選擇4mA穩(wěn)流源，靈敏度級可根據(jù)出廠報告設置（也可重新校準修改靈敏度級使1kHz處顯示93.8dB）,，頻率計權(quán)選擇Z計權(quán),，采樣頻率建議設置48K。輸入通道默認為通道1,，不可修改,。

點擊數(shù)據(jù)記錄記錄峰谷值信息,，輸入游標信息后,，根據(jù)峰谷值選擇最大最小值,，點擊確定即可將本次的信息保存在下方對應頻率點處。參考下圖：

1.2由上面的圖所示,，本系統(tǒng)主要分為兩部分,，一部分為測量部分，一部分是控制發(fā)聲部分,。分別介紹如下：

測量部分：

測量部分又分為測量控制按鈕和測量顯示量部分,，

測量控制按鈕：系統(tǒng)初始化時，只有啟動測量按鈕使能,，其他按鈕成灰色,。

啟動測量：開啟系統(tǒng)采集的功能，同時開啟系統(tǒng)的頻譜分析,，此時在系統(tǒng)的頻譜圖顯示部分顯示頻譜的柱狀圖,，此時啟動按鈕變灰，其他按鈕使能,。此時用戶可以啟動系統(tǒng)的發(fā)聲,，在右側(cè)發(fā)聲部分，點擊相應的頻率按鈕即可控制設備發(fā)聲,。

測量時,，調(diào)節(jié)信號幅度或功放，使諧波量最好比被測頻率的聲壓值少50dB以上,。

暫停測量：停止系統(tǒng)的頻譜數(shù)據(jù)更新,，但是系統(tǒng)繼續(xù)采集分析。發(fā)聲按鈕部分變灰,。

停止測量：停止系統(tǒng)的采集分析,，并停止頻譜數(shù)據(jù)更新。發(fā)聲按鈕部分變灰,。

保存：保存所有已測好的頻率點的吸聲系數(shù)值,，以.coe的文件保存，可用excel打開,。

數(shù)據(jù)記錄：記錄頻率點峰谷值的信息,。

具體部分參考AWA6290多通道分析系統(tǒng)的說明。

發(fā)聲部分：如主界面所示,，發(fā)聲部分主要是包含一些以中心頻率命名的按鈕,，每個按鈕代表一個中心頻率的發(fā)聲控制。對于駐波管測試頻率以外的頻率暫時顯示為灰色,。信號幅度設置后,，點擊回車才會有效,。點擊一個中心頻率進行發(fā)聲后，用戶可以調(diào)節(jié)駐波管的滑塊,，以測量此中心頻率的聲壓級的最大,、最小值。

2. 與駐波管搭載使用的測量步驟：

利用駐波管測試材料垂直入射吸聲系數(shù)的步驟如下：

a將固定駐波管的滑塊移到最遠處,。并啟動測量,。

B點擊需要發(fā)聲的頻率的按鈕以發(fā)聲音，緩慢移動固定駐波管的滑塊,，同時讀取此頻率的聲壓級,，將滑塊停在聲壓級為一個極大值的位置。此位置即為峰值位置,，輸入此時滑塊所在位置的刻度。

c緩慢移動固定駐波管的滑塊,，同時讀取此頻率的聲壓級,，將滑塊停在聲壓級為一個極小值的位置,。此位置即為谷值位置,，輸入此時滑塊所在位置的刻度。

d重復b,，c條操作,。可以測量到第二個峰谷值和第三個峰谷值,。

e重復a—d操作,，可以測量到各個頻率點的聲壓級峰谷值。

f注意事項：由于揚聲器密封性能不是特別好,，故標尺首尾數(shù)據(jù)不要記錄,，避免因漏聲造成的測量誤差，多次測量后,，得到的吸聲系數(shù)為這幾次的算術(shù)平均值,。

注意事項：

1、輸入電壓：最高輸入電壓約為7V,。

2,、傳聲器供電：選擇4mA穩(wěn)流源。

3,、諧波：測量時,，調(diào)節(jié)信號幅度或功放，使諧波量最好比被測頻率的聲壓值少50dB以上,。

4,、量程：量程選的量程,，可以保證測得值的精確度。

5,、頻率計權(quán)：選擇Z計權(quán),。

6、信號發(fā)生器的標題是“sign"時才能被識別,。因為當切換該軟件的語言時,，這個標題會被改變。

7,、執(zhí)行文件打不開,，是以為沒有注冊（.ocx文件）。

8,、啟動鍵打開時,，程序會死掉，是因為設備的搜索模式不對,，必須    要打開5.0版本從新選擇模式為6290M,。

9、1/3OCT模塊需要授權(quán),。