大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，實(shí)驗(yàn)裝置末端采用空管路和末端消聲器兩種截然不同的阻抗，以此來(lái)改變邊界條件，從而建立表述待測(cè)消聲器前后入射和反射聲波幅值關(guān)系的兩個(gè)方程組。在現(xiàn)有的消聲器傳遞損失測(cè)量原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)由兩段剛性同心圓管組成的進(jìn)出口測(cè)量管段，由于測(cè)量管段中的環(huán)形管結(jié)構(gòu)和直徑較小的內(nèi)管的平面波截止頻率比原來(lái)消聲器進(jìn)出口管道的平面波截止頻率高很多，從而拓展了消聲器傳遞損失的測(cè)量頻率范圍。本發(fā)明不用設(shè)計(jì)無(wú)反射端，可以準(zhǔn)確測(cè)量消聲器中高頻的聲學(xué)特性。
【專利說(shuō)明】大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種測(cè)量方法，具體地說(shuō)是聲學(xué)測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)是艦船動(dòng)力裝置的主要噪聲源之一。隨著內(nèi)燃機(jī)向高速化、大功率、高效率方向發(fā)展，其噪聲問(wèn)題將更加突出。噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，使得內(nèi)燃機(jī)噪聲控制變的尤為重要。消聲器是一種安置于內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管道中，既能使氣流暢通地流過(guò)又能使噪聲降低的一種專用設(shè)備。
[0003]消聲器的聲學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有三種:插入損失、傳遞損失、噪聲衰減量。其中傳遞損失是消聲器入口處入射聲功率級(jí)與出口處透射聲功率級(jí)之差，它是消聲器本身特有的屬性，與管道系統(tǒng)和噪聲源無(wú)關(guān)，是衡量設(shè)計(jì)階段消聲器消聲性能的重要指標(biāo)。
[0004]目前消聲器聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法只能測(cè)量消聲器進(jìn)出口管道平面波范圍內(nèi)的聲學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供能夠測(cè)量消聲器進(jìn)出口管道中出現(xiàn)非平面波時(shí)消聲器聲學(xué)性能的大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，其特征是:
[0008](I)將待測(cè)消聲器安裝在進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段之間，進(jìn)口測(cè)量管段端部安裝揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器連接功率放大器，出口測(cè)量管段端部安裝末端消聲器，在進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段上均安裝壓電式傳聲器和壓阻式傳聲器，所有壓電式傳聲器和壓阻式傳聲器連接連接電荷放大器，電荷放大器和功率放大器連接數(shù)據(jù)采集分析儀，數(shù)據(jù)采集分析儀連接計(jì)算機(jī)；進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段均由內(nèi)外兩段剛性同心圓管組成，外層圓管的外徑和進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段管口直徑相同；
[0009](2)數(shù)據(jù)采集分析儀產(chǎn)生正弦信號(hào)或白噪聲信號(hào)，通過(guò)功率放大器放大得到能夠驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的信號(hào)，將信號(hào)送入揚(yáng)聲器產(chǎn)生均勻穩(wěn)定聲場(chǎng)，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲場(chǎng)進(jìn)入進(jìn)口測(cè)量管段內(nèi)，聲波經(jīng)過(guò)待測(cè)消聲器進(jìn)入出口測(cè)量管段，最后進(jìn)入末端消聲器，進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段的壓電式傳聲器和壓阻式傳聲器提取測(cè)量管段內(nèi)的聲場(chǎng)信息，通過(guò)電荷放大器放大，然后將電荷信號(hào)輸送到數(shù)據(jù)采集分析儀，由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0010](3)將末端消聲器換成與進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段外徑相同的剛性圓柱管道，通過(guò)改變末端的阻抗來(lái)改變末端邊界條件，重復(fù)步驟(2)再進(jìn)行一次測(cè)量，然后進(jìn)行待測(cè)消聲器傳遞損失的計(jì)算:建立表述待測(cè)消聲器前后入射和反射聲波幅值關(guān)系的兩個(gè)方程組，將兩次測(cè)得的數(shù)據(jù)代入傳遞損失計(jì)算公式從而求出待測(cè)消聲器的傳遞損失。
[0011]本發(fā)明還可以包括:
[0012]1、所述的待測(cè)消聲器傳遞損失的計(jì)算過(guò)程為:[0013]分別將兩種不同負(fù)載條件下進(jìn)出口測(cè)量段傳感器信號(hào)傅里葉譜進(jìn)行聲波分解，得到上游入射波Au、反射波Bu和下游入射波Ad、反射波Bd，
[0014]第一種負(fù)載方式:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，其特征是: (1)將待測(cè)消聲器安裝在進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段之間，進(jìn)口測(cè)量管段端部安裝揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器連接功率放大器，出口測(cè)量管段端部安裝末端消聲器，在進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段上均安裝壓電式傳聲器和壓阻式傳聲器，所有壓電式傳聲器和壓阻式傳聲器連接連接電荷放大器，電荷放大器和功率放大器連接數(shù)據(jù)采集分析儀，數(shù)據(jù)采集分析儀連接計(jì)算機(jī)；進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段均由內(nèi)外兩段剛性同心圓管組成，外層圓管的外徑和進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段管口直徑相同； (2)數(shù)據(jù)采集分析儀產(chǎn)生正弦信號(hào)或白噪聲信號(hào)，通過(guò)功率放大器放大得到能夠驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的信號(hào)，將信號(hào)送入揚(yáng)聲器產(chǎn)生均勻穩(wěn)定聲場(chǎng)，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲場(chǎng)進(jìn)入進(jìn)口測(cè)量管段內(nèi)，聲波經(jīng)過(guò)待測(cè)消聲器進(jìn)入出口測(cè)量管段，最后進(jìn)入末端消聲器，進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段的壓電式傳聲器和壓阻式傳聲器提取測(cè)量管段內(nèi)的聲場(chǎng)信息，通過(guò)電荷放大器放大，然后將電荷信號(hào)輸送到數(shù)據(jù)采集分析儀，由計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； (3)將末端消聲器換成與進(jìn)口測(cè)量管段和出口測(cè)量管段外徑相同的剛性圓柱管道，通過(guò)改變末端的阻抗來(lái)改變末端邊界條件，重復(fù)步驟(2)再進(jìn)行一次測(cè)量，然后進(jìn)行待測(cè)消聲器傳遞損失的計(jì)算:建立表述待測(cè)消聲器前后入射和反射聲波幅值關(guān)系的兩個(gè)方程組，將兩次測(cè)得的數(shù)據(jù)代入傳遞損失計(jì)算公式從而求出待測(cè)消聲器的傳遞損失。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，其特征是:所述的待測(cè)消聲器傳遞損失的計(jì)算過(guò)程為: 分別將兩種不同負(fù)載條件下進(jìn)出口測(cè)量段傳感器信號(hào)傅里葉譜進(jìn)行聲波分解，得到上游入射波Au、反射波Bu和下游入射波Ad、反射波Bd， 第一種負(fù)載方式:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大管徑消聲器中高頻聲學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法，其特征是:聲源聲壓級(jí)比背景噪聲聲壓級(jí)至少高10dB。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK103439126SQ201310289365
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】季振林, 李海龍, 方智 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)