GB Z 27764-2011 声学.阻抗管中传声损失的测量.传递矩阵法.pdf

1、ICS 17. 140.01 A 59 道B中华人民共和国国家标准化指导性技术文件-:1:-品L户子G/Z 27764-2011 阻抗管中传声损失的测量传递矩阵法Acoustics-Determination of sound transmission loss in impedance tubes一Transfer matrix method 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会2012-05-01实施发布GB/Z 27764-2011 目次前言.皿1 范围-2 规范性引用文件-3 术语和定义4 原理-5 测试设备.6 预备测试.8

2、7 测试样品的安装.8 测试步骤9 测量不确定度.10 测试报告附录A(规范性附录)预备测试.13 附录B(规范性附录)测量理论M附录c(资料性附录)柔性薄片材料测量说明.18 附录D(资料性附录)误差来源及测量不确定度计算.19 参考文献.25 I GB/Z 27764-2011 目。吕本指导性技术文件按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本指导性技术文件由中国科学院提出。本指导性技术文件由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)归口。本指导性技术文件起草单位:中国科学院声学研究所、上海交通大学、南京大学、元锡吉兴汽车声学部件科技有限公司。本指导性技术文件主要起草人:刘克、朱蓓丽

3、、程建春、朱可达、周启君、陶猛、王金兰。皿GB/Z 27764-2011 1 范围声学阻抗管中传声损失的测量传递矩阵法本指导性技术文件规定了用传递矩阵法在阻抗管内测量声学材料或声学结构的法向人射隔声量(或称法向入射传声损失)。本指导性技术文件适用于海绵、棉毡及测试频率处于质量控制区的软质薄板等局部反应声学材料(即材料内部没有与其表面平行的声传播)的法向人射隔声量的测量;适用于研制阶段声学材料隔声性能的对比;由于材料的传声损失与它的物理特性(诸如弹性模量、密度、结构因子等)紧密相关，所以本指导性技术文件规定的测量方法可以应用于有关的基础研究和产品开发。本指导性技术文件不适用于产品隔声性能的鉴定测

4、试。本指导性技术文件使用阻抗管、一个或多个传声器及数字采集分析系统。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 3947-1996 声学名词术语GB/T 18696. 2-2002声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第2部分z传递函数法3 术语和定义3. 1 3.2 下列术语及定义适用于本文件。法向入射声压透射系数normal incidence sound pressure transmission coefficient P 声波法向人射时，经材料或结构

5、透射的声压与人射声压之比。注:改写GB/T3947-1996，术语和定义12.37。法向入射传声损失normal incidence sound transmission loss TL 声波法向人射时，材料一面的人射声功率级与另一面的透射声功率级之差。传声损失等于声压透射系数的平方的倒数取以10为底的对数，单位为贝尔，B。但通常用分贝(dB)为单位。注2改写GB/T3947-1996，术语和定义12.26。3.3 第一基准面the first reference plane 用来测定声压透射系数的阻抗管横截面，如果试件表面是平面，则通常就取样品的前表面为第一基准面。注:改写GB/T18696

6、.2-2002，术语和定义3.3.1 GB/Z 27764-2011 3.4 第二基准面the second reference plane 用来测定声压透射系数的阻抗管横截面，如果试件表面是平面，样品厚度为t，则第二基准面通常取在x=t处。3.5 3.6 3. 7 3.8 3.9 2 注2改写GB/T18696.2-2002，术语和定义3.3.空气中的波数wave number in the air ko 定义为:ko =/co =2f/co 式中: 声波的角频率;f一一声波频率ECo一一空气中声速。注:改写GB/T18696.2-2002，术语和定义3.6。材料中的波数wave numbe

7、r in the material k 材料中的波数一般是复数，定义为z式中zk，-k的实部Ckr=2/灼，即相位常数;一一声波波长手ki一-k的虚部，即衰减常数。复声压complex sound pressure p 瞬时声压的傅里叶变换。是=k，一jkiGB/T 18696.2-2002，术语和定义3.7 互谱cross spectrum Sij 两个传声器位置i和j处复声压孔和J确定的乘积j pt 0 注:赞表示复数共辄。GB/T 18696.2-2002，术语和定义3.8自谱autospectrum Su 传声器位置i处复声压Pi确定的乘积.pt。注:铃表示复数共缸。GB/T 1869

8、6.2-2002，术语和定义3.93. 10 传递函数transfer function Hij GB/Z 27764-2011 传声器位置i到位置j的传递函数，定义为复数比值PdPi=乌/S嚣，或Sjd鸟，或(Sij / S. ) (Sjj / Sji) J阴。3. 11 GB/T 18696.2-2002，术语和定义3.10J校准因数calibration factor H , 用于校正两个传声器之间振幅失配和相位失配的因数。注:H，测量及计算见8.5.GB/T 18696.2-2002，术语和定义3.11J4 原理测试样品安装在试件安置管中。管中的平面波由激励源产生，信号可以是元规噪声、

9、伪随机序列噪声或线性调频脉冲。在前管中靠近样品的两个位置上测量声压，求得两个传声器信号的声压传递函数;同样，在后管中靠近样品的两个位置上测量声压，求得两个传声器信号的声压传递函数。由传递矩阵法计算试件的法向人射透射系数(见附录B)、传声损失等相关声学量。上述这些量都是频率的函数。频率分辨率取决于采样频率和数字采集分析系统的测量记录长度。有效的频率范围与阻抗管的横向尺寸或直径及两个传声器之间的间距有关。用不同的尺寸或直径和间距组合，可得到宽的测量频率范围。测量可采用以下两种方法之一进行:a) 四传声器法(采用在固定位置上的4个传声器测量); b) 单传声器法(采用一个传声器依次在4个位置上测量)

10、。5 测试设备5. 1 阻抗管的构造阻抗管分为前管、后管和试件安置管。前管一端接声源，另一端接试件安置管。后管一端接试件安置管，另一端为具有一定吸声性能的封闭端。传声器安装孔有4个，前管、后管各两个，沿管壁布置。阻抗管应平直，其横截面面积应均匀(直径或横截面尺寸的偏差在士O.只%以内)，管壁应表面光滑、刚硬，且足够密实，以便它不被声信号激发起振动，在阻抗管工作频段内不出现共振。对于金属圆管，建议壁厚取为管径的5%左右。对于矩形管，四角要有足够的刚度，以防侧板变形，建议板厚取为阻抗管横截面尺寸的10%。水泥制作的管壁可涂刷调匀的粘合剂，以保证气密。木材制作的管壁应采用同样措施。水泥管壁和木质管壁

11、还应外包铁皮或铅皮以增加强度和阻尼。阻抗管横截面的形状原则上是任意的，建议选用圆形或矩形(最好是方形)的截面。如果矩形管是由板材制作的，那么必须小心保证没有漏声的孔和缝(可用粘合剂或油漆密封)，阻抗管还应有防止外界噪声和振动传入的隔声隔振处理措施。整个阻抗管结构与放置阻抗管结构的工作台架之间应有适当的隔振措施(如放置在橡胶垫上)，以避免外界振动对测试的影响。3 GB/Z 27764-2011 5.2 工作频率范围工作频率f的范围为:式中zfl一一阻抗管工作频率下限;fu 阻抗管工作频率上限。fl Ij卢n3.a(H:3)R.a(H二h)1 :31 = 1-. l丘lu(H:3)IJ=lsink

12、sIJ1，(n-./， -m-/:T ) lu(H:3)IJ 1 a (H:3) 1 1 L ,u r3 / I_j -1叩J飞a(H:3)1 . a(H:3) 1) 1 二R=I之压1 u(H) RJ= 1 s协IJ 1, (n -. /: , - m -. /T ) 1 u (H:4 h J I a (H:4) R I - L ,-,. , .J勾mn3飞a(H:4)R a(H:4) RJ 1 =1旦旦1 u (H:4) 1 J = 1 sinks I .1 1 , (n -. , -m -. :T ) 1 U (H:4 ) 1 J |(H:4) 1 1-L-r. .J 1 -1V mn3

13、飞a(H:4)1 a(H:4) I1 1 =1且旦lu(H:4hJ一Isinksl./1，n-.，:，-m-/T ) lu(H:4hJ |(H:4) R 1一111 I j再F飞a(H:4) R . a (H) R) 1 =1丑旦Iu叫)I=|mbJE(nJL-mJL|u叫)IJ |(H:4) 1 IL,4/ 1_j -1 ;:HU-I j mn3飞(H:4)1 . a (H:4 ) 1) 1 式中:m=R+I n = (RI R2 - 11 12 - R3 R4 + 13 14 ) 2 + (RI 12十IIR2 - R3 14 - 13 R4 ) 2 间距测量造成的透射系数不确定度分量D.

14、 4. 3. 1. 3 . ( D. 17 ) 间距测量引人的透射系数不确定度分量由式(D.17)给出:s二|旦去了llu(s;)叫|旦兰尘安引i支捂r剧:E俨刊户纠l叫h牛机忡lu尸忏协忡u以内内(S仙叫5句1)=叫)恒叫=斗12)存言吨?巳旦吐山山l+I s剖m毗ink盹n时hU S2 =叫4飞乍f斗=斗|21|u(叫具体为z传声器与样品的间距II及l2与传声损失大小元关，不予考虑。透射系数绝对值合成标准不确定度间距是由同一测量尺得到，因此SI、S2相关F同一次测量的传递函数相关，不同次不相关。因此，透射系数绝对值合成标准不确定度为:D.4.3.1.4 ( D. 18 ) (USI+uJ2

15、+EJuLR+ZuLI2+24R+ZULI2 uc( Ip 1) = 传声损失合成标准不确定度D. 4. 3. 1. 5 、，/nu 唱iD f飞23 由传声损失与透射系数的关系得到传声损失的合成标准差为z1 / I _ I 0 7 Uc ( 1马1)以T山d;IIUc(1马1)=8.7GB/Z 27764-2011 D.4.3.2 传声损失扩展不确定度D. 4. 3. 2. 1 合成自由度由韦尔奇-萨特思韦特(W-S)式得到合成自由度u!(TL) 一击去叫R)+主u4(H:RND(HL)+主u4叫J+杠u4(SI) +旷(S2) 式中:n-一一传递函数的平均次数pus-一一间距的自由度。D.

16、 4. 3. 2. 2 传声损失扩展不确定度自由度1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 U=t()uc(TL) 式中:tp ()一置信水准为户的t分布临界值，见表D.L表D.1t分布临界值tp (v)表自由度v的t分布tp (v)值，此值确定的区间，一tp(v)到tp(v)含分布的p/% 自由p/% 68.27(时90 95 95.45 99 99.73 度68.27 90 95 95.45【呻1. 84 6.31 12.71 13.97 63.66 235.80 16 1. 03 1. 75 2.12 2.17 1. 32 2. 92 4.30 4.53 9

17、.92 19.21 17 1. 03 1. 74 2.11 2.16 1. 20 2.35 3.18 3.31 5.84 9.22 18 1. 03 1. 73 2.10 2.15 1. 14 2. 13 2. 78 2.87 4.60 6.62 19 1. 03 1. 73 2.09 2.14 1. 11 2.02 2.57 2.65 4.03 5.51 20 1. 03 1. 72 2.09 2. 13 1. 09 1. 94 2.45 2.52 3.71 4.90 25 1. 02 1. 71 2.06 2.11 1. 08 1. 89 2.36 2.43 3.50 4.53 30 1.

18、 02 1. 70 2.04 2.09 1. 07 1. 86 2.31 2.37 3.36 4.28 35 1. 01 l. 70 2.03 2.07 1. 06 l. 83 2.26 2.32 3.25 4.09 40 l. 01 1. 68 2.02 2.06 1. 05 l. 81 2.23 2.28 3.17 3.96 45 l. 01 l. 68 2.01 2.06 1. 05 l. 80 2.20 2.25 3.11 3.85 50 1. 01 l. 68 2.01 2.05 l. 04 1. 78 2.18 2.23 3.05 3. 76 100 1. 005 1. 660 1

19、. 984 2.025 1. 04 1. 77 2.16 2.21 3.01 3.69 00 1. 000 1. 645 1. 960 2.000 1. 04 1. 76 2.14 2.20 2.98 3.64 1. 03 l. 75 2.13 2.18 2.95 3.59 . ( D.20 ) .( D. 21 ) 99 99. 73 2.92 3.45 2.90 3.51 2.88 3.48 2.86 3.45 2.85 3.42 2. 79 3.33 2.75 3.27 2.72 3.23 2. 70 3.20 2.69 3.18 2.68 3.16 2.626 3.077 2.576

20、3.000 (a) 对期望，标准差正态分布描述茧z，当是=1，2，3时士是区间分别包含分布的68.27%, 95.45% , 99.73%。24 参考文献lJ GB/T 1. 1-2009 标准化工作导则第1部分z标准的结构和编写2J GB/T 3947-1996 声学名词术语GB/Z 27764-2011 3J ISO 10534-2: 1998 Acoustics一Determinationof sound absorption coefficient and impedance in impedance tubes-Part 2: Transfer-function method 4J

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