CN109211392A - 基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法，包括：确定声强探头中两枚标量水听器之间的组装距离d，组装距离d满足其中λ为水中声波波长，确定声强探头中所述两枚标量水听器的安装位置，使得所述两枚标量水听器的连线方向指向被测结构物，根据声强探头的主瓣方向，确定各个声强探头阵元的位置；测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；计算辐射声功率插入损失。本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法能够减小大型压力消声水罐中辐射声功率测量时界面对测试结果的影响，同时能够自动完成结构辐射声功率插入损失的测量。

Description

基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法

技术领域

本发明专利涉及辐射声功率测量方法领域，具体为一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展和海洋探索需求的日益提升，大量新型水下结构物得到了研发和制造，这些水下结构物会产生辐射噪声，对海洋生物和船只航行产生不利的影响。人们通过对水下结构敷设各种声学材料来降低辐射噪声。而测量声学材料的辐射声功率插入损失可以评价声学材料对结构辐射噪声的抑制作用。

基于此，本发明的发明人发现，通常的消声水池无法模拟深海压力环境，需要通过特制的加压消声水罐进行测量。加压水罐中吸声尖劈的吸声作用会随着压力增加而下降，界面对测量的影响会逐渐增大，需要通过特殊的接收方式降低界面对辐射声功率测量的影响。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何提供一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法能够减小现有大型压力消声水罐中辐射声功率测量时界面对测试结果的影响，同时能够自动完成结构辐射声功率插入损失的测量。

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法，包括：

确定声强探头中两枚标量水听器之间的组装距离d，所述组装距离d满足其中λ为水中声波波长，确定声强探头中所述两枚标量水听器的安装位置，使得所述两枚标量水听器的连线方向指向被测结构物，根据所述声强探头的主瓣方向，确定各个声强探头阵元的位置；

测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；

测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；

计算辐射声功率插入损失。

在一种可能的实现方式中，在所述确定各个声强探头阵元的位置之后，还包括：

选取一只标量水听器作为参照水听器，所述参照水听器的声压灵敏度频响曲线为A(ω,t)，相位灵敏度频响曲线为T_A(ω)；测试用于安装声强探头的每一只标量水听器的声压灵敏度频响曲线B_n(ω,t)和相位灵敏度T_Bn(ω)，计算出所述每一只标量水听器相对声压灵敏度和相对相位灵敏度ΔT_n＝T_A(ω)-T_Bn(ω)，并代入每只标量水听器进行声压和相位的校准。

在一种可能的实现方式中，测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率包括：

根据公式(1)测量在未敷设声学材料式样的辐射面上的总声强；

W_r＝∫_SI_rds (1)

其中，W_r为未敷设声学材料工况下试样辐射声功率，I_r为通过包络面元ds上的声强，S为敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面；

根据公式(2)同时测量空间同一点的声压和质点振速，把两者相乘获得改点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速；

在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系如公式(3)所示：

当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，利用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值；在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，测试环境不随时间变化，根据互相关理论，频域上获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，并且：

根据所示公式(2)至公式(7)获得基于声强探头测量的未敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

在一种可能的实现方式中，在测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率之后，还包括：

在利用激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中i表示无覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号；

根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得无覆盖层情况下稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率Wⁱ进行归一化处理，得到归一化后的辐射声功率：

在一种可能的实现方式中，测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率包括：

在更换压力罐内测试样品之后，根据公式(10)测量在敷设声学材料式样的辐射面上的总声强；

W_r ^t＝∫_SI_r ^tds (10)

其中，为敷设声学材料工况下试样辐射声功率，为通过包络面元ds上的声强，S为敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面；

根据公式(11)同时测量空间同一点的声压和质点振速，把两者相乘获得所述同一点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速；

在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系如公式(12)所示：

当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，利用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值；在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，测试环境不随时间变化，根据互相关理论，频域上获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，并且：

根据所示公式(10)至公式(16)获得基于声强探头测量的敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

在一种可能的实现方式中，在测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率之后还包括：

在利用激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中t表示有覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号；

根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得有覆盖层情况下稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率W^t进行归一化处理，得到归一化后的辐射声功率：

在一种可能的实现方式中，所述计算辐射声功率插入损失包括：

将有声学材料得到的归一化辐射声功率除以无声学材料归一化辐射声功率，转换成分贝后可得辐射声功率插入损失为：

为解决以上技术问题，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

为解决以上技术问题，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

为解决以上技术问题，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法，能够减小现有大型压力消声水罐中辐射声功率测量时界面对测试结果的影响。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1示出本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的流程图；

图2示出声强探头安装示意图；

图3示出本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的硬件系统配置示意图；

图4是本发明实施例提供的执行一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例1

图1示出本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的流程图，该方法可以由电子设备执行，例如终端设备或服务端设备。换言之，所述方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群等。如图所示，该方法包括以下步骤。

步骤S1：进行声强探头中两枚标量水听器的性能校准和误差的分析，确定声强探头中两枚标量水听器之间的组装距离，并进行阵列组装

声强探头组装和声强探头阵列安装，包括每个声强探头由两枚耐压标量水听器组装而成，由于测试过程中需要多个声强探头，所以为保证每个声强探头的灵敏度一致，需要保证每个标量水听器的灵敏度尽量一致。在标量水听器使用之前预选取一枚已知灵敏度的水听器为标准水听器。

图2示出声强探头安装示意图。声强探头1的安装还需要考虑两个标量水听器间距d，一般声强探头中两个标量水听器的间距与测试频率有关，通常间距d应满足其中λ为水中声波波长。使用特制的水听器固定支架将声强探头进行固定，使得每一对标量水听器的连线方向指向被测结构物2，形成声强探头。声强探头安装后具有一定的指向性，其指向性的主瓣方向一般指向水听器的连线方向，所以可以抑制主瓣以外方向上的来波信号。根据声强探头的主瓣方向，组装各个声强探头阵元，组成接收阵。由于辐射声功率的测量是针对辐射源稳态辐射下的测量，所以当声强探头数量较少时，对不同测量位置的测量不必同时进行，可以采用离散点测量后统一进行数据处理。

校准时选取一只标准水听器作为参照，所述参照水听器的声压灵敏度频响曲线为A(ω,t)，相位灵敏度频响曲线为T_A(ω)；测试用于安装声强探头的每一只标量水听器的声压灵敏度频响曲线B_n(ω,t)和相位灵敏度T_Bn(ω)，计算出所述每一只标量水听器相对声压灵敏度和相对相位灵敏度ΔT_n＝T_A(ω)-T_Bn(ω)，并代入每只标量水听器进行声压和相位的校准，从而可以在后续测量过程中保证每一只水听器灵敏度一致，进而开展声强测量。

步骤S2：测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率

步骤S2具体包括：通过搭建如图3所示测试系统，开展未敷设声学材料工况下试样辐射声功率的自动测量。未敷设声学材料工况下试样辐射声功率测量需要测量在未敷设声学材料式样的辐射面上的总声强。

W_r＝∫_SI_rds (1)

其中，W_r为未敷设声学材料工况下试样辐射声功率，I_r为通过包络面元ds上的声强，S为未敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面。使用声强探头进行声强测量的基本原理就是同时测量空间同一点的声压和质点振速，然后把两者相乘获得该点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速。在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系为：

实际中，当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，可以用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值。而在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，可以认为测试环境不随时间变化，过程是稳定的，各态历经的，由互相关理论，频域上可以获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，且有：

根据式(2)-(7)可获得基于声强探头测量的未敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

在步骤S2之后，还包括：在激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中i表示无覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号。根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得无覆盖层情况下稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率Wⁱ进行归一化处理，得到归一化后的辐射声功率：

步骤S3：测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率

在更换压力罐内测试样品之后，根据公式(10)测量在敷设声学材料式样的辐射面上的总声强：

W_r ^t＝∫_SI_r ^tds (10)

其中，为敷设声学材料工况下试样辐射声功率，为通过包络面元ds上的声强，S为敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面。

根据公式(11)同时测量空间同一点的声压和质点振速，把两者相乘获得该点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速；在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系如公式(12)所示：

当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，利用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值；在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，测试环境不随时间变化，根据互相关理论，频域上获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，并且：

根据所示公式(10)至公式(16)获得基于声强探头测量的敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

在一种可能的实现方式中，在测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率之后还包括：在利用激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中t表示无覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号。

根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率W^t进行归一化处理，自动得到归一化后的辐射声功率：

需要说明的是，在一种可能的实现方式中，在本步骤中，测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率时所采用的公式(10)～(18)可以与步骤S2中测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率时所采用的公式(1)～(9)分别对应相同。

步骤S4：辐射声功率插入损失计算

步骤S4具体包括：将有声学材料得到的归一化辐射声功率除以无声学材料归一化辐射声功率，自动转换成分贝后可得辐射声功率插入损失为：

图3示出本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的硬件系统配置示意图，如图所示，硬件系统配置主要由计算机控制系统、多通道信号采集器、多通道滤波放大器、信号发生器、功率放大器、声强探头水听器阵、加速度及力传感器以及激振器组成。振动激励源为稳态激励源，阵元的形式根据测量结构形状不同可采用直线阵、平面阵或圆环阵。

基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的专用软件安装到作为计算机控制系统的PXI-1042Q控制器中，由PXI-1042Q控制任意信号发生器33250A产生信号，经NYK5888-B型功率放大器放大后输出到激振器中产生振动，激励试样产生辐射声信号。

水听器阵包络接收信号后，由PF28000滤波放大器宽带滤波并放大信号，由PXI-8108采集卡采集信号并输入到控制器。NI PXI-8108采集卡与Agilent 33250A进行同步。由PXI-1042Q控制器进行数据分析、处理和计算，最终得到测量结果，数字示波器AgilentDSO6014A用于监测各发射及接收信号。

硬件系统主要设备如下表所示。

水下吊放部分主要分为三部分：

a.水听器阵吊放：接收水听器阵吊挂于罐口左侧和右侧小车上；调整水听器支架杆使水听器阵位于水罐深度中心，调整小车横向方向距离以保证水听器阵位于水罐水平方向中心；水听器电缆与多通道宽带滤波放大器连接，并使宽带滤波放大器与相应的采集通道相连。

b.激振器及传感器和待测试样吊放：激振器通过力传感器与试样硬连接，加速度传感器固定于力传感器附近，在罐口吊放试样，通过升降杆将试样中心定位到水罐深度中心(声轴线)，并通过旋转机构将试样转至垂直于声轴线，在大型压力消声水罐中调整其与水听器阵间距。

c.水听器性能校正：测量过程中，在水声信道本底噪声一定、发射换能器发射信号一定的基础上，水听器的灵敏度级的差异会对实验结果产生较大影响，在实验之前需要对水听器的灵敏度级进行检定校正。

使用本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法时主要分为两部分，即未敷设声学材料归一化辐射声功率测试和敷设声学材料归一化辐射声功率测试。在两种归一化辐射声功率测试中均需要更换测试对象，除更换测试对象之外，本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化测量方法在使用时无需手动操作，在未敷设声学材料归一化辐射声功率测试和敷设声学材料归一化辐射声功率测试及辐射声功率插入损失计算过程中可以实现全自动测试，可以大大减少测试时间，提高测试效率。使用本发明实施例提供的一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化测量方法流程将在下述步骤中分别介绍。

a.未敷设声学材料归一化辐射声功率测试流程

完成测试对象的现场确认；

运行测试软件；

选择未敷设声学材料归一化辐射声功率测试并确定；

完成软件的硬件配置和参数配置

点击“开始测试”按钮，程序按照频率列表中的频点进行测试；

测试软件开始自动测试，等待所有待测试频点完成测试；

测试结束后，程序返回等待状态，计算辐射声功率插入损失所需的未敷设声学材料测相关数据被保存下来。

b.敷设声学材料归一化辐射声功率测试流程

更换测试对象，完成测试对象的现场确认；

再次运行测试软件；

选择敷设声学材料归一化辐射声功率测试并确定；

完成测试软件中的硬件配置和参数配置；

点击“开始测试”按钮，程序按照频率列表中的频点进行测试；

测试软件开始自动测试，等待所有待测试频点完成测试；

测试结束后，程序返回等待状态，计算辐射声功率插入损失所需的敷设声学材料测相关数据被保存下来，同时自动计算得到材料的辐射声功率插入损失；

点击“保存数据”按钮，将测试结果保存至excel中。

点击“打印数据”按钮，将测试结果输出至测试报告Word模板中。

实施例2

本发明实施例提供了一种非暂态(非易失性)计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的方法，并实现相同的技术效果。

实施例3

本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

实施例4

图4是本发明实施例提供的执行一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法的电子设备的硬件结构示意图，该设备可以为图3所示的计算机控制系统，如图4所示，该设备包括一个或多个处理器610以及存储器620。以一个处理器610为例。该设备还可以包括：输入装置630和输出装置640。

处理器610、存储器620、输入装置630和输出装置640可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器620作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器610通过运行存储在存储器620中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的处理方法。

存储器620可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储数据等。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器620可选包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置630可接收输入的数字或字符信息，以及产生信号输入。输出装置640可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器620中，当被所述一个或者多个处理器610执行时，执行上述任意方法实施例中的方法，并实现相同的技术效果。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于服务器：提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。以及其他具有数据交互功能的电子装置。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法，其特征在于，包括：

确定声强探头中两枚标量水听器之间的组装距离d，所述组装距离d满足其中λ为水中声波波长，确定声强探头中所述两枚标量水听器的安装位置，使得所述两枚标量水听器的连线方向指向被测结构物，根据所述声强探头的主瓣方向，确定各个声强探头阵元的位置；

测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；

测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；

计算辐射声功率插入损失。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在所述确定各个声强探头阵元的位置之后，还包括：

选取一只标量水听器作为参照水听器，所述参照水听器的声压灵敏度频响曲线为A(ω,t)，相位灵敏度频响曲线为T_A(ω)；测试用于安装声强探头的每一只标量水听器的声压灵敏度频响曲线B_n(ω,t)和相位灵敏度T_Bn(ω)，计算出所述每一只标量水听器相对声压灵敏度和相对相位灵敏度ΔT_n＝T_A(ω)-T_Bn(ω)，并代入每只标量水听器进行声压和相位的校准。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率包括：

根据公式(1)测量在未敷设声学材料式样的辐射面上的总声强；

W_r＝∫_SI_rds (1)

其中，W_r为未敷设声学材料工况下试样辐射声功率，I_r为通过包络面元ds上的声强，S为敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面；

根据公式(2)同时测量空间同一点的声压和质点振速，把两者相乘获得改点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速；

在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系如公式(3)所示：

当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，利用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值；在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，测试环境不随时间变化，根据互相关理论，频域上获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，并且：

根据所示公式(2)至公式(7)获得基于声强探头测量的未敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，在测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率之后，还包括：

在利用激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中i表示无覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号；

根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得无覆盖层情况下稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率Wⁱ进行归一化处理，得到归一化后的辐射声功率：

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率包括：

在更换压力罐内测试样品之后，根据公式(10)测量在敷设声学材料式样的辐射面上的总声强；

W_r ^t＝∫_SI_r ^tds (10)

其中，为敷设声学材料工况下试样辐射声功率，为通过包络面元ds上的声强，S为敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面；

根据公式(11)同时测量空间同一点的声压和质点振速，把两者相乘获得所述同一点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速；

在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系如公式(12)所示：

当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，利用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值；在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，测试环境不随时间变化，根据互相关理论，频域上获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，并且：

根据所示公式(10)至公式(16)获得基于声强探头测量的敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，在测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率之后还包括：

在利用激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中t表示有覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号；

根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得有覆盖层情况下稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率W^t进行归一化处理，得到归一化后的辐射声功率：

7.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述计算辐射声功率插入损失包括：

将有声学材料得到的归一化辐射声功率除以无声学材料归一化辐射声功率，转换成分贝后可得辐射声功率插入损失为：