驻波管材料吸声系数测试

实验三 混响室法吸声材料无规入射吸声系数的测量一、实验目的驻波管法测得的吸声系数仅反映了声波垂直入射到材料表面的声吸收，但实际使用中声波入射到材料表面的方向是随机的。

因此，通过此实验，我们要了解实际工程应用中常常采用的混响室法测量材料的无规入射吸声系数的方法。

二、实验原理声源在封闭空间启动后，就产生混响声，而在声源停止发声后，室内空间的混响声逐渐衰减，声压级衰减60dB 的时间定义为混响时间。

当房间的体积确定后，混响时间的长短与房间内的吸声能力有关。

根据这一关系，吸声材料或物体的无规入射吸声系数就可以通过在混响室内的混响时间的测量来进行。

在混响室中未安装吸声材料前，空室时的总的吸声量1A 表示为：111155.34VA mV c T =+ 在安装了面积为S 的吸声材料后，总的吸声量2A 可表示为：V m T c VA 222243.55+=式中：1A 、2A 为空室时和安装材料后室内总的吸声量，m 2；1T 、2T 为安装材料前后混响室的混响时间，s ；V 为混响室体积，m 3；1c 、2c 为安装材料前后测量时的声速，m/s ； 1m 、2m 为安装材料前后室内空气吸收衰减系数；如果两次测量的时间间隔比较短或室内温度及湿度相差较小，可近似认为c c c ==12，m m m ==12。

由此计算出被测试件的无规入射吸声系数s α为（其中S 为被测试件面积，m 2）：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=12113.55T T cSV s α三、实验仪器AWA6290A 型多通道噪声与振动频谱分析仪，AWA 吸声系数测量软件包，十二面发声体。

混响室应具有光滑坚硬的内壁，其无规入射吸声系数应尽量地小，壁面常用瓷砖、水磨石、大理石等材料。

混响室要具有良好的隔声和隔振性能。

按标准要求，混响室体积应大于200m 3。

四、实验步骤1.安装测试系统，测试空室混响时间。

2.将测试传声器放置在第一个测点，打开信号源并调整到所需测试的频率范围，调整功率放大器使得在室内获得足够声级。

实验二 驻波管法吸声材料垂直入射吸声系数的测量一、实验目的加深对垂直入射吸声系数的理解，了解人耳听觉的频率范围，获得对一些频率纯音的感性认识。

二、实验原理在驻波管中传播平面波的频率范围内，声波入射到管中，再从试件表面反射回来，入射波和反射波叠加后在管中形成驻波。

由此形成沿驻波管长度方向声压极大值与极小值的交替分布。

用试件的反射系数r 来表示声压极大值与极小值，可写成：max(1)r p p =+min(1)r pp =-根据吸声系数的定义，吸声系数与反射系数的关系可写成：21rα=-定义驻波比S 为：minmaxp p s =吸声系数可用驻波比表示为：()241ss α+=因此，只要确定声压极大和极小的比值，即可计算出吸声系数。

如果实际测得的是声压级的极大值和极小值，计两者之差为Lp ，则根据第二章中介绍的声压和声压级之间的关系，可由下式计算吸声系数：()()()200220410110Lp Lpα⨯+=三、实验仪器AWA6122型智能电声测试仪，AWA6122A驻波管测试软件，待测吸声材料。

四、实验步骤利用驻波管测试材料垂直入射吸声系数的步骤如下：a将固定驻波管的滑块移到最远处。

b移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率第一个峰值处，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极大值的位置。

此位置即为峰值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。

c移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率第一个谷值处，缓慢移动固定驻波管的滑块，同时读取光标位置显示的声压级，将滑块停在声压级为一个极小值的位置。

此位置即为谷值位置，输入此时滑块所在位置的刻度。

d移动仪器屏幕上的光标，到所要测量的频率第二个峰值位置、第二个谷值位置，或到所要测量的第三个峰值位置、第三个谷值位置、重复b，c条操作。

可以测量到第二个峰谷值和第三个峰谷值。

e重复a—d操作，可以测量到各个频率点的声压级峰谷值。

f注意事项：测过数据后，光标不要返回，驻波管的瞬时数据会覆盖原有记录数据；由于扬声器密封性能不是特别好，故标尺首尾数据不要记录，避免因漏声造成的测量误差。

测量材料吸声系数的方法吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。

描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。

理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。

事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。

不同频率上会有不同的吸声系数。

人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。

按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。

将100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。

在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。

一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。

当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。

如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m³的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。

测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。

混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。

两种方法测量的吸声系数是不同的，工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。

在某些测量报告中会出现吸声系数大于1的情况，这是由于测量的实验室条件等造成的，理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能，吸声系数永远小于1。

任何大于1的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1使用，最多按1进行计算。

在房间中，声音会很快充满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。

驻波管法吸声系数测量1.1引言任何一项试验都需要做细致的前期准备工作，这样才能保证试验有序合理的进行，同时可以保证试验的延续性、重复性、可比性。

前期的工作主要包括对试验对象、试验条件、试验仪器、系统的搭建进行详细的定义和说明。

1.2试验对象和条件1.2.1待测材料的规定1、被测材料应为多孔吸声材料；2、被测材料应制作成直径为30mm和100mm圆形，尺寸误差在2%以内，能过正好装入；3、材料表面应平整，材料与阻抗管之间的缝隙应用油脂密封；4、同种材料至少准备两个被测样件。

1.2.2试验环境和设备的规定试验过程中应保证环境的安静，同时应测量环境的温度。

试验设备应满足GB/T 18696. 1- 2004的规定。

主要实验设备：采集器、功率放大器、驻波管、传声器、线缆、声级校准器、电脑和软件。

1.2.3说明本节关于被测材料、实验设备、环境等要求未描述者，请参考GB/T 18696. 1- 2004。

1.3试验步骤1.3.1根据设备使用说明，依次连接好采集器、传感器、功率放大器、线缆、电脑等设备。

1.3.2检查设备连接无误后，接通电源，将功放输出增益调制最小后，依次打开功放、采集器、电脑和软件，并在软件里根据选择对应的采集器型号，并设置采样频率，一般设置为50kHz。

1.3.3打开传感器校准功能选项，校准传感器，通常每次测试前均需对对各通道的传感器进行校准。

1.3.4打开材料吸声系数测量模块，进行材料吸声系数测量：1) Setting（设置）⏹Mode Choose 选择Absorption(吸声系数测试)⏹TUBE 选择测试所使用的管，程序会自动给出管的参数，包括：样品到最近传声器的距离、两个传声器的间距，测试管的内径，以及测试的有效频率范围。

⏹ENVIRONMENT 填写测试环境的大气压、温度，用来计算空气密度、声速和特性阻抗。

缺省设置为101325Pa 及20℃。

2) 按显示内容，布置传声器通道：声源-1通道- 2通道-样品3) 点击<Run>进行测量，等待测量曲线开始稳定，比较平滑后点击<Stop>。

测量材料吸声系数的方法吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。

描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。

理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。

事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。

不同频率上会有不同的吸声系数。

人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。

按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。

将100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。

在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。

一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。

当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。

如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m³的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。

测量材料吸声系数的方法有两种，一种是混响室法，一种是驻波管法。

混响室法测量声音无规入射时的吸声系数，即声音由四面八方射入材料时能量损失的比例，而驻波管法测量声音正入射时的吸声系数，声音入射角度仅为90度。

两种方法测量的吸声系数是不同的，工程上最常使用的是混响室法测量的吸声系数，因为建筑实际应用中声音入射都是无规的。

在某些测量报告中会出现吸声系数大于1的情况，这是由于测量的实验室条件等造成的，理论上任何材料吸收的声能不可能大于入射声能，吸声系数永远小于1。

任何大于1的测量吸声系数值在实际声学工程计算中都不能按大于1使用，最多按1进行计算。

在房间中，声音会很快充满各个角落，因此，将吸声材料放置在房间任何表面都有吸声效果。

JTZBJTZB吸声系数测试系统符合《GB/T18696.1-2004声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分：驻波比法》及《ISO10534-1:1996》标准要求，经大量实验改进优化设计而成。

本系统采用了先进软件技术，利用计数机声卡发声，配套软件自动同步采集声压级，动态图形及数字显示测试值，自动计算吸声系数，同时生成吸声特性曲线图，可将计算结果和特性曲线转存为生成报告所需的各种文件格式。

本系统具有操作简单、自动量程转换、稳定性好、动态范围宽等优点。

音频信号的频率通过软件轻点鼠标即可自由切换，导轨上标有各个频率点极大值和极小值的参考位置，极大的方便了实验人员，提高了工作效率。

系统组成本系统主要由计算机发声和处理软件、功率放大器、扬声器、驻波管、频谱分析仪等组成。

功率放大器：调节功率输出功能；频谱分析仪：用于测试传声器的信号放大，含精密声级计和1/3倍频程滤波器；驻波管：用高密度、高硬度的优质金属加工而成，配置高、中、低频管；软件：发声控制，同步显示和采集声压信号，并自动处理数据，可生成吸声特性曲线。

整个工作流程：计算机发声→功率放大器→扬声器→在驻波管内形成驻波→探管→声压拾音器→频谱分析仪→计算机数据采集、处理、计算。

测试示意图主要技术指标：系统软件配套JTSOFT-ZB 专用软件，内置信号发声功能，可发出单频正弦波信号；同步显示和采集声压信号，自动计算吸声系数，并生成吸声特性曲线。

附一：配置与技术清单配置：功率放大器：功率输出功能频谱分析仪：用于测试传声器的信号放大，含精密声级计和1/3倍频程滤波器。

驻波管：用高密度、高硬度的优质金属加工而成系统配置高、中、低频管其中大管可测：125－2000Hz，中管可测：2K－4KHz，小管可测4K－6.3KHz 软件：用来后期处理数据，可生成特性曲线。

基本参数：1 、测试范围：f=125—6300Hz2 、系统最大功率：≤30W3、驻波管尺寸：低频管管：长1700mm、工作直径Φ100mm，系统总长3700mm；中频管管：长400 mm，直径Φ50mm；高频管管：长200 mm，直径Φ29mm；4 、LCD显示测试声压级附二：验收标准依国标GB/T-18696.1进行验收！附三、国内部分用户国家建材检测中心江苏省建筑工程质量检测中心有限公司华南理工大学材料学院南京林业大学材料学院武汉工程大学磷资源工程中心（国家磷资源开发利用工程技术研究中心）天津市德昌伟业环保科技有限公司天津医科大学研究所喬福泡綿股份有限公司（台湾出口）镇江立达纤维工业有限责任公司重庆市长鹏复合材料制品有限公司北京科技大学城市规划学院山东建筑科技大学建筑系河南理工大学建筑系西化大学建筑系三峡大学建筑系河北工程学院建筑系鞍山科技学院建筑系西华大学建筑系南昌大学建筑系武汉科技大学建筑系湖南科技大学建筑系河北建筑工程学院建筑系扬州大学建筑系安徽建筑工程学院建筑系苏州科技大学东南大学南京大学……………。

驻波管法测定吸声材料的吸声系数【实验目的】 （1）了解人耳听觉得频率范围，获得对一些频率纯音得感性认识。

（2）加深对垂直入射吸声系数得理解，熟悉驻波管法是测定材料的吸声系数的 方法。

【实验原理】测量装置1 测试车2 导轨3 声源箱4 驻波管(分低、高频两种)测量原理 驻波管为一金属（塑料）直管，它的一端可以用夹具安装试件，另一端接好 扬声器，声频讯号由声频发生器产生，经放大器进行放大，由扬声器发出单频声 波，声波在驻波管内传播，由于管径较小，与音频声波的波长相比，可近似将声 波面看作为平面入射波，沿管内直线传播；当入射到试件后，进行反射，由于反 射波与入射波传递的方向和相位相反，声压产生叠加，干涉而形成驻波，并在管 内某个位置上形成声压极大值 Pmax( N / m 2 )， 和声压极较小值 Pmin， t 其间距为 l／4 波长。

α = 1 − γ = 1 − Er E 0式中： α —————吸声系数γ —————反射系数Eo—————入射声能(W) Er—————反射声能(W)令 Pmax / Pmin = n称为驻波比………………(1) (2)故有： α = 4n / (n + 1)2 ……………………一般频谱分析仪或声级计，测试的标称值是声压级，而不是声压 P 值，根据 声压和声压级的关系，吸声系数可如下计算。

∆L = L max − L min = 20 lg P max/ Φ 0 − 20 lg P min/ Φ 0 = 20 lg na= 4*10 (1 + 10LP 20LP…………………………………(3)20 2)【测量方法 测量方法】 测量方法 (1) (2) 电路接线正确后，信号发生器等电子仪器电源接通。

将试件按照要求装在试件筒内，并用凡士林将试件与筒壁接触处的缝隙填 塞，使之严密，然后再用夹具将试件筒固定在驻波管上。

(3) 调节声频发生器的频率，依次发出 200、250、315、400、500、630、800、 1000、1250、1600、2000Hz 不同的声频。

吸声系数测试标准
吸声系数是评价材料或结构吸声性能的一个重要参数，它是指声波在材料或结构中传播时，被材料或结构吸收的声能与入射声能之比。

吸声系数的大小直接影响材料或结构的吸声效果，因此，在声学设计和噪声控制中，吸声系数是一个非常重要的参数。

目前，吸声系数的测试标准主要有 GB/T 10206-2006《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》、GB/T 15182-1994《声学混响室吸声测量方法》、GB/T 20247-2006《声学材料和吸声结构的吸声性能的测量》等。

这些标准对吸声系数的测试方法、测试条件、测试仪器等进行了规定，为吸声系数的测试提供了依据。

以下是这些标准中关于吸声系数测试的主要内容：
1. 测试方法：吸声系数的测试方法主要有混响室法、驻波管法、混响室-驻波管法等。

其中，混响室法是最常用的测试方法，它适用于测量中、高频吸声系数，而驻波管法适用于测量低频吸声系数。

混响室-驻波管法是将混响室法和驻波管法结合起来使用，适用于测量宽频带吸声系数。

2. 测试条件：吸声系数的测试条件包括混响室的尺寸、吸声材料的安装方式、测试声源的频率范围、测试声压级等。

这些条件的选择会影响测试结果的准确性和可靠性。

3. 测试仪器：吸声系数的测试仪器主要有混响室测试系统、驻波管测试系统、声学材料测试仪等。

这些仪器的性能和精度会影响测试结果的准确性和可靠性。

总之，吸声系数的测试标准是声学设计和噪声控制中不可或缺的一部分，它为吸声材料或结构的选择、声学设计的优化提供了依据。

随着声学技术的不断发展，吸声系数的测试标准也在不断更新和完善，
以适应不同领域的需求。

吸声系数测定实验报告学校：宁波大学专业：建筑142学号：146330422姓名：俞卓成一、实验目的掌握一种测定材料吸声系数的方法。

二、实验设备、仪器等：1、100mm 声学驻波管2、双通道声学振动分析系统三、实验原理驻波管法是以在一小块试件上入射和反射的纯音比较为依据。

由于来自吸声材料的反射声存在1/4波长的相位变化，也就是说反射波的最大振幅与入射波振幅最小的位置重合。

同样，入射波振幅的最大值与反射波振幅的最小值重合。

四、实验步骤1、将一块直径为100mm 的吸声材料试件，用托座装于测量管的一端。

设备的装置如图所示：2、将纯音振荡器调至125Hz ，移动传声器与探管直至在声压级分析仪器上读出最大声压级与最小声压级，并作记录。

3、通过公式测得该材料的吸声系数。

4、按上述步骤测量到频率为1500Hz 。

五、实验数据处理：吸声系数计算公式如下：2(1ABn -=α（1）0lg20p p L p =,B A BA p p -+=minmax ，B A B A n -+=（2）1242++=n n n n α（3）A —发射波的振幅；B —入射波的振幅；注：可以使用的驻波管的最大直径是声波波长的一半左右，最小管长为1/4波长，因此本仪器的测量范围在63Hz ～1800Hz 之间。

六、实验数据记录频率混响时间1.250000E+2 4.500000E-11.600000E+27.460000E-12.000000E+23.290000E-12.500000E+23.640000E-13.150000E+2 3.780000E-14.000000E+2 4.620000E-15.000000E+27.980000E-16.300000E+2 3.470000E-18.000000E+2 6.860000E-11.000000E+38.810000E-11.250000E+38.520000E-11.600000E+3 4.330000E-1七、实验结果的误差分析造成误差的原因包括：驻波管外部噪声、移动小车速度的影响等。

驻波管法吸声系数与声阻抗率测量第一章总则第１．０．１条为了统一驻波管测量，便于测量数据的相互比较，特制订本规范。

第１．０．２条本规范适用于吸收空气声的吸声材料和吸声构件。

采用驻波管测量法向入射时的吸声系数和法向声阻抗率。

第二章测量基本设备第一节测量装置第２．１．１条驻波管测量的设备，应由驻波管、声源系统、探测器及输出指示装置等部分所组成，如图２．１．１所示。

第２．１．２条待测试件和声源装置应分别置于驻波管的两端。

试件表面应与驻波管轴线互相垂直。

第二节驻波管第２．２．１条驻波管管内的横截面，一般应采用圆形或正方形。

截面面积应均匀，其偏差不应大于０．２％。

第２．２．２条驻波管的管壁，应以密实而且刚硬的材料制成。

管壁的内表面应平滑，且无微细缝隙。

第２．２．３条驻波管可划分为两段：一为试件段，供装置试件用；另一为测试段，为驻波管主体。

两段的横截面和壁厚必须完全相同，且应同轴连接。

如试件段与驻波管主体为整体结构，管壁上供装卸试件用的通道，必须采用厚实的盖板予以严密封闭；盖板应良好固定，其隔声性能应优于或接近管壁的隔声性能。

如试件段为筒式可装卸结构，开口端的端面必须平整，且能与驻波管的主体严密结合。

闭口端的底板，应以１０毫米以上的厚实材料制成，底板与侧壁间应紧配，并应能在试件筒内平滑移动，试件筒与驻波管主体间应相对固定，管道连接部位的外侧应另加套管严密封闭。

试件典型装置的要求，可按附录一执行。

第２．２．４条驻波管长度与圆截面内径或方截面边长的比值，宜在１０～１５范围内。

第２．２．５条驻波管应安装在地面或台架上。

采用可装卸的试件筒时，试件筒应另加支承装置。

第三节声源系统第２．３．１条声源系统，应由声频信号发生器、功率放大器、扬声器等部分组成。

第２．３．２条扬声器应装置在与驻波管相连通的箱体内。

箱体的壁面，应用厚实材料制成；壁面与扬声器间，应衬垫隔振材料；箱体内，应充填吸声材料。

第２．３．３条扬声器箱可直接装置在驻波管的末端，也可装在４５°或９０°弯头上。

实验一驻波管法测量吸声材料垂直入射的吸声系数实验指导书一、实验目的掌握用阻抗管法（驻波比法）测量吸声材料的吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。

被测试件：海绵或腈纶毛毡二、实验要求1．了解阻抗管的结构原理及功能。

2．掌握AWA6122A驻波管测量吸声材料的吸声系数的程序。

3、实验过程和要求参照GB/T18696.1-2004《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第一部分：驻波比法》。

三、实验环境1．AWA6122A驻波管及测试软件2．被测材料：海绵样品或腈纶毛毡大管直径960㎜，小管直径300㎜。

3．信号输出：（1）频率范围：100Hz～10kHz，频率误差<0.1%，±0.33Hz。

（2）信号源输出电压：50mV～5000mV(RMS：均方根值)。

（3）频率点：按1/96倍频程可选。

4．幅度测量：（1）频率范围：0.02～20kHz，频响≤±0.2dB（以1kHz为基准）。

（2）幅度范围：35dB～+136dB。

（3）内置频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。

5．使用环境：+10～+35℃，相对湿度小于70%。

6.电源：50Hz，220V±10%。

7.通用计算机及打印机8.声级校准器：四、实验内容1、实验装置整个实验系统由计算机、显示器、信号源、测量放大器、测试话筒等五部份组成。

机内自动进行线路校正，性能相当稳定。

能根据测量到的峰谷值计算吸声系数值，并能显示吸声系数值与频率刻度的坐标曲线。

仪器的输出信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。

数据和曲线可以打印输出。

驻波管装置如图1：L 管(大管测低频)：Ф96x1000 (mm) 频率范围：90Hz~2075HzS 管(小管测高频)：Ф30x350 (mm) 频率范围：1500Hz~6641Hz图1驻波管的结构及测量装置简图2、测量内容测量海绵样品腈纶毛毡的吸声系数。

3、实验原理吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量，它被定义为：被吸声材料吸收的声能和入射声能之比，通常用符号a 表示。