Способ измерения акустических характеристик материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится, к акустическим измерениям и может быть использовано для определения вЪлнового

акустического сопротивления и постоянной распространения звука в материалах и элементах конструкций для оценки их звукопоглощающих и звугкоизолирующих свойств в шумоглугаении, в производстве строительных материалов, при разработке акустических преобразователей, ультразвуковых тех10

нологических устройств, в машиностроении, приборостроении, химической, легкой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повьшение ин- , формативности измерений за счет измерения постоянной распространения, звука и его волнового сопротивления.

На чертеже представлено устройство для реализации способа измерения аку

|стических характеристик материа- I лов.

; Устройство содержит излучатель I ультразвуковых колебаний, соединенны с электрическим генератором 2, камеру 3 малого объема, содержащую полость 4 и отверстие 5, отражатель 6, зонд 7 с втулкой 8, в которую вставляется микрофон 9 и последовательно ;соединенные фильтр 10, шумомер 11, Iизмеритель 12 фазы и частотомер 13. Позицией 14 обозначен испытуемый образец.

Способ измерения акустических характеристик материалов осуществляется следующим образом.

Акустические колебания в камере 3 возбуждают с помощью излучателя 1, соединенного с электрическим генера- тором -. Через отверстие 5 звуковые колебания попадают в полость 4 каме- |ры 3. Камеру нагружают на отражетель |6 и измеряют акустическое давление |Р с помощью зонда 7, представляюще- I го собой трубку, соединенную с втул- I кой 8, одетой на микрофон 9, соеди- i ненный с фильтрами 10 и шумомером 11 I По шумомеру отсчитьгоают величину давления, по измерителю 12 фазы - фа ЗУ. В качестве измерителя фазы можно использовать осциллограф с внешней синхронизацией развертки от ге- |Нератора 2, питающего излучатель. 1 Дпя удобства отсчета фазы при изме

: рении звукового давления Р фазу ;звукового сигнала устанавливают на измерителе 12 фазы на ноль. Затем перед отражателем устанавливают исследуемый образец 14 и измеряют по шумомеру величину -Р,, а по измерителю фазу tp акустического давления PI .

Затем удаляют отражатель 6 и измеряют величину РЗ и фазу ср. акустического давления Р,. При этом при всех трех измерениях акустических давлений выходное напряжение генератора 2, частота сигнала, контролируемая частотомером 13, и режим измерителя фазы 12 остаются неизменными. По измеренным значениям звуковых давлений и фаз Р, , Р , Р, , ср и tf, ределяют значение акустического противления образца

оп- соZ,a(P,/Pj,-l)

.- .где ,, (l/Z +l/Z;) - параметр, определяемый акустическим сопротивлением Z камеры малого объема и внутренним сопротивлением источника звука Z , акустическое сопротивление исследуемого образца материала при :нагрузке его на отражатель

и при нагрузке на воздух

10

B xe J2y5

2;ч(а,А„+ауВ /(А,+В), ,Б,)/(),

АП р- costf -1; В„ Ji. Rint,

V(«A,)/( ), Zj (,Bg)/(A e+B),

Ae - costpj-1; B pi sintf.

11о акустичес«им сопротивлениям

Z и Zg определяют коэффициенты a и Ъ

..

V)V«r23r

с учетом рассчитанных коэффициентов определяют постоянную распространения звука в исследуемом матери- , и б езразмерное волновое

сопротивление (1-j )

где(Ь -k,, h 2rf/C(l + g),

W J()/2 Ч, -Ъ/Са+лр), Wo Copo/Cf),

-о Р

Р

f

скорость звука в материале и его плотность; скорость звука в воздухе н его плотность; частота возбуждаемых колебаний.

Формула изобретения

Способ измерения акустических характеристик материалов, заключающийся в том, что возбуждают излучателем акустические колебания в камере малого объема, измеряют в этой камере

5

акустическое давление Р.

затем

при нагруз- измеряют акуке ее отражателем, стическое давление Р при нагрузке камеры отражателем с установленным между ним и излучателем образцом из исследуемого материала и с учетом

измеренных давлений определяют акустические характеристики материала, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности измерений за счет измерения постоянной распространения и его волнового coпpoтивdтeния, допоянительно измеряют акустическое давление P,j при нагрузке камер только образцом из ис- еяедуемого материала и с учетом измеряемых трех давлений определяют постоянную распространения звука в исследуемом материале и его волновое сопротивление.

Изобретение относи тся к акустическим измерениям и может быть использовано для определения волнового акустического сопротивления и постоянной распространения звука в материалах и элементах конструкций для оценки их звукопоглощающих и звукоизолирующих свойств в шумоглушении, в производстве строительных материалов, при разработке акустических преобразователей, ультразвуковых технологических устройств, в машиностроении, приборостроении, химической, легкой и других отраслях промьшшенности. Целью изобретения является повьш1ение информативности измерений за счет дополнительного определения постоянной распространения звука в исследуемом материале и его волнового сопротивления. Согласно способу измерения акустических характеристик материалов в камере малого объема возбуждают звуковые колебания. Измеряют акустические давления в этой камере при трех различных нагрузках на эту камеру: отражателем, отрз кателем с установленным перед ним образцом из исследуе- а МО го материала и только образцом из исследуемого материала. Измеряют Л сдвиги фаз между первым и вторым, первым и третьим акустическими давлениями, а постоянн ю распространения звука в исследуемом материале и его волновое сопротивление рассчитывают по предлагаемым формулам с учетом измеряемых величин. 1 ил.

б 1