Способ измерения акустических характеристик материалов

 

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 исследуеа 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.

3 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (511 4 С 01

О ИО НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248470/25-28 (22) 26.05,87 (461 30.01.89. Бюл. У 4 (72) N.Ô.ÍHêîëüñêàÿ, Л.И.Байкова и Т.С.Степанянц (53) 620.179.16(088,8) (56) Блинова Л.П. и др. Акустические измерения. Изд. стандартов, М., 1971, с. 1!3-115, Авторское свидетельство СССР

N - 1224710, кл. 0 01 0 29/00, 1986. (прототип1. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАХРЗ (5?) Изобретение относится K акустическим измерениям и может быть использовано для определения волнового акустического сопротивления и постоянной распространения звука в материалах и элементах конструкций для оценки их звукопоглощаюпглх и звукоизолирующих свойств в шумоглушении, в производстве строительных материалов, при разработке акустических преобразователей, ультразвуковых технолоИзобретение относится. к акустическим измерениям и может быть ис-. пользовано для определения волнового акустического сопротивления и постоянной распространения звука в ма5 териалах и элементах конструкций для оценки их звукопоглощающих и зву-.. коизолируннцих свойств в шумоглушении, в производстве строительных материалов, при разработке акустических

10 преобразователей, ультразвуковых техгических устройств, в машиностроении, приборостроении, химической, легкой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повьш)ение 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, отражателем с установленным перед ним образцом из исследуемого материала и только образцом из исследуемого материала. Измеряют сдвиги фаз между первым и вторым, первым и третьим акустическими давлениями, а постоянную распространения звука в исследуемом материале н его волновое сопротивление рассчитывают по предлагаемым формулам с учетом измеряемых величин. 1 ил. нологических устройств, в машиностроенИИ, приборостроении, химической, легкой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение информативности измерений за счет из° мерения постоянной распространения. звука и его волнового сопротивления.

На чертеже представлено устройство для реализации способа измерения аку1455293

4 лением 7.„камеры малого объема и внутренним сопротивлением источника звука 7,;, акустическое сопротивление

N исследуемого образца материала при нагрузке его на отражатель кп+ к, 9 и при нагрузке на воздух

10 Е ХВ В х

Z„„=(axA„+a>B„) /(А„+В„), 15 В Р„

A - cosp -1, В - sand, 7„;-(,„А,+а„Ве ) /(А,+В, ), А = - - cosy -1 В = -- sin<„« . а р в в Р 3 в 3 ь По акустическим сопротивлениям

Е„ и Z> определяют коэффициенты а и Ь

:.a=Z (Z +l)-Z Z -Z хв кп р у«xn в(к ) «кв

l.

С учетом рассчитанных коэффициентов определяют постоянную распроста- ЗО ранения звука в исследуемом материале g =P+jk и безразмерное волновое сопротивление W=W (1-jg, )

; стических характеристик материа лов.

Устройство содержит излучатель I ультразвуковых колебаний, соединеннь с электрическим генератором 2, каме ру 3 малого объема, содержащую полость 4 и отверстие 5, отражатель 6 зонд 7 с втулкой 8, в которую встав ляется микрофон 9 и последовательно соединенные фильтр 10, шумомер 11,,.измеритель 12 фазы и частотомер 13, Позицией 14 обозначен испытуемый об раз ец.

Способ измерения акустических ха рактеристик материалов осуществляет ся следующим образом.

Акустические колебания в камере 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 отражетел 6 и измеряют акустическое давление

Р с помощью зонда 7, представляюще

:го собой трубку, соединенную с втул кой 8, одетой на микрофон 9, соединенный с фильтрами 10 и шумомером 1

По шумомеру отсчитывают величину, давления, по измерителю 12 фазы — ф зу. В качестве измерителя фазы мож но использовать осциллограф с внеш-! ней синхронизацией развертки от ге, нератора 2, питающего излучатель.

;Для удобства отсчета фазы при измерении звукового давления Р, фазу звукового сигнала устанавливают на измерителе 12 фазы на ноль. Затем перед отражателем устанавливают исследуемый образец 14 и измеряют по шумо- 4р меру величину -P, а по измерителю фазы — фазу ч акустического давления Р

Затем удаляют отражатель 6 и измеряют величину Р, и фазу q акусти- 4> ческого давления Ре . При этом при всех трех измерениях акустических давлений выходное напряжение генератора 2, частота сигнала, контролируемая частотомером 13, и режим измери- 5р теля фазы 12 остаются неизменными.

По измеренным значениям звуковых давлений и фаз Р,, Р, Р, ср и определяют значение акустического сопротивления образца где 1 (с Х,=2«f. /C,(1+ ), 35

w,= (а+ ак+ъ /2, 3, = -Ь/(а+ а +Ь ), w. =c,p,/cp, 55

Z„=a(P, /Р— 1)

«! где а=а„+ а =(1/Е +1/Е; ) - параметр, определяемый акустическим сопротивС, р, — скорость звука в материале о и его плотность;

С, p - скорость звука в воздухе и 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 акустическое давление P при нагруэt ке ее отражателем, затем измеряют акустическое давление Р при нагрузке камеры отражателем с установленным между ним и излучателем образцом иэ исследуемого материала и с учетом

S !455293

6 измеренных давлений определянт аку- вт акустическое давление P при настические характеристики материала, грузке камеры только образцом из исо т л и ч а и шийся тем, что, еледуемого материала и с учетом изс цельв. повьииения информативности из- меряемых трех давлений определяют по5 мерений за счет измерения постоянной - стояннув распространения звука в исраспростраиения звучала и его волнового следуемом материале и его волновое сопротивления, донокнительно измеря- сопротивление.

6 ®

Составитель Г. Федоров

Редактор И.Касарда - Техред М.Яндык

Корректор В.Бутяга

Заказ 7451/52 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 г