CN114894905B - 一种材料声学性能测试方法、系统、存储介质及装置 - Google Patents

一种材料声学性能测试方法、系统、存储介质及装置 Download PDF

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CN114894905B CN202210830135.5A CN202210830135A CN114894905B CN 114894905 B CN114894905 B CN 114894905B CN 202210830135 A CN202210830135 A CN 202210830135A CN 114894905 B CN114894905 B CN 114894905B
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Abstract

本发明提供了一种材料声学性能测试方法、系统、存储介质及装置。该方法包括：获取第一、第二样品表面法向界面阻抗，即基于待测材料第一、第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一、第二样品的表面法向界面阻抗；基于第一、第二样品表面法向界面阻抗确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合；其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同。该方法能够有效确定等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗至少之一的材料声学性能，且可以适用于体块、薄膜、粉末、气体等各类材料的性能测试。

Description

一种材料声学性能测试方法、系统、存储介质及装置
技术领域
本发明涉及一种材料声学性能测试方法、系统、存储介质及装置。
背景技术
阻抗管常用于噪声控制材料声传播特性参数研究，测量小试件垂直入射条件下的声学参数，包括吸声系数、反射系数和表面阻抗等。现有阻抗管测试装置通常由阻抗管、传声器、信号采集卡、控制主机等组成；其中，阻抗管管体水平设置，样品由阻抗管的一端装入并确保密封；其中，信号采集卡收集的数据传输到控制主机，在控制主机中借助测试仪软件自动计算出吸声系数，并生成吸声系数与激励频率的坐标曲线；其中，激励信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。
现有阻抗管测试装置主要用于体块材料测试。对于膜片、粉末等材料，需要借助钢网或卡环等辅助夹具进行，一方面现有阻抗管测试装置很难确保膜片、粉末等材料样品始终位于管体内，另一方面辅助夹具的引入增加了材料测量误差，使的测试结果不可靠。特别是，针对微小粉末颗粒及其他非自支撑材料，使用现有阻抗管测试装置无法进行有效测试。
现有阻抗管测试装置、测试方法主要用于吸声系数、声波阻抗测试，无法测试材料的等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗等参数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效确定等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗等参数至少之一的材料声学性能测试方法，且该测试方法可以适用于体块、薄膜、粉末、气体等各类材料的性能测试。
本发明的目的还在于提供一种适用进行等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗等参数至少之一的材料声学性能测试的材料声学性能测试装置，且该测试装置可以适用于体块、薄膜、粉末、气体等各类材料的性能测试。
为了实现上述目的，本发明提供了一种材料声学性能测试方法，其中，该方法包括：
获取第一样品表面法向界面阻抗（即第一样品表面法向声阻抗）；其中，所述第一样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的表面法向界面阻抗；
获取第二样品表面法向界面阻抗（即第二样品表面法向声阻抗）；其中，所述第二样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的表面法向界面阻抗；
基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合；
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试与待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试的过程中，所用的阻抗管测试装置相同、阻抗管内温度相同、阻抗管内压力相同、激励频率相同、样品上表面距离传声器的距离相同。
在本发明中，样品的厚度指样品在激励源入射方向上的尺寸。
本发明提供的材料声学性能测试方法，基于质量、厚度倍数为2倍的两个待测样品的表面法向界面阻抗测试结果进行特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合的确定，该方法可以适用于体块、薄膜、粉末、甚至于气体等各类材料的声学性能测试。
在上述材料声学性能测试方法中，优选地，所述待测材料的特性阻抗通过下述公式确定得到：
Figure 598228DEST_PATH_IMAGE001
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利。
在上述材料声学性能测试方法中，优选地，所述待测材料的传输矢量通过下述公式确定得到：
Figure 157385DEST_PATH_IMAGE002
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m。其中，在本发明中公式中出现的j为虚数单位。
在上述材料声学性能测试方法中，优选地，所述待测材料的等效声速通过下述公式确定得到：
Figure 870126DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 355072DEST_PATH_IMAGE004
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 786053DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
在上述材料声学性能测试方法中，优选地，所述待测材料的等效质量密度通过下述公式确定得到：
Figure 883322DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 450570DEST_PATH_IMAGE001
Figure 607882DEST_PATH_IMAGE003
Figure 260580DEST_PATH_IMAGE007
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 161540DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
本发明还提供了一种材料声学性能测试系统，其中，该系统包括：
第一阻抗获取模块：用于获取第一样品表面法向界面阻抗（即第一样品表面法向声阻抗）；其中，所述第一样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的表面法向界面阻抗；
第二阻抗获取模块：用于获取待测材料第二样品利用阻抗管测试装置进行测试得到的第二样品表面法向界面阻抗（即第二样品表面法向声阻抗）；其中，所述第二样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的表面法向界面阻抗；
第一性能确定模块：基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、和/或、等效声速；
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试与待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试的过程中，所用的阻抗管测试装置相同、阻抗管内温度相同、阻抗管内压力相同、激励频率相同、样品上表面距离传声器的距离相同。
在上述材料声学性能测试系统中，优选地，所述待测材料的特性阻抗通过下述公式确定得到：
Figure 848873DEST_PATH_IMAGE001
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利。
在上述材料声学性能测试系统中，优选地，所述待测材料的传输矢量通过下述公式确定得到：
Figure 380349DEST_PATH_IMAGE008
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m。
在上述材料声学性能测试系统中，优选地，所述待测材料的等效声速通过下述公式确定得到：
Figure 21808DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 460879DEST_PATH_IMAGE009
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 799457DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
在上述材料声学性能测试系统中，优选地，所述待测材料的等效质量密度通过下述公式确定得到：
Figure 298571DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 129124DEST_PATH_IMAGE001
Figure 371886DEST_PATH_IMAGE003
Figure 33812DEST_PATH_IMAGE010
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 703828DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的材料声学性能测试方法。
本发明还提供了一种适用于进行上述材料声学性能测试的材料声学性能测试装置，该装置包括：
竖直设置的阻抗管、上方开口的样品杯、声学激励源、第一传声器、第二传声器和信号处理部；
其中，样品杯可拆卸的插入阻抗管中与阻抗管连接，声学激励源设置于阻抗管中且与样品杯相对设置用于向阻抗管内发出声信号，第一传声器、第二传声器与阻抗管连接用于采集阻抗管内的声压信号，信号处理部分别与声学激励源、第一传声器、第二传声器连接用于进行信号处理；其中，阻抗管内声学激励源、第一传声器、第二传声器、样品杯由上到下依次布置。
本发明提供的声学性能测试装置，使用样品杯装载待测样品，并将阻抗管竖直设置，可以适用于体块、薄膜、粉末、甚至于气体等各类材料的性能测试。
在上述声学性能测试装置中，优选地，所述信号处理部包括功率放大器和动态信号收发卡；功率放大器分别与动态信号收发卡的信号发射端口和声学激励源连接，第一传声器、第二传声器分别与动态信号收发卡的信号采集端口连接。
在上述声学性能测试装置中，优选地，所述材料声学性能测试装置进一步包括与信号处理部连接的控制设备；所述控制设备用于控制信号处理部进行信号发射和信号采集、并用于对采集到的信号进行后处理，以实现本发明提供的材料声学性能测试方法；具体而言：
所述控制设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本发明提供的材料声学性能测试方法。
在一具体实施方式中，控制设备与动态信号收发卡连接，在控制设备的控制下动态信号收发卡产生激励信号，激励信号经功率放大器放大后激励阻抗管内声学激励源发出声信号，第一传声器、第二传声器接收到的声压信号经信号收发卡传输进入控制设备进行后处理。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具备如下有益效果：
1、本发明提供的声学性能测试方法和系统，能够便捷准确的确定待测材料的等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗等参数中的至少一种，解决了现有阻抗管声学性能测试方法无法测试待测材料的等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗的问题。
2、本发明提供的声学性能测试方法和系统具有普适性，能够实现体块、薄膜、粉末、甚至于气体等各类材料的等效声速、等效质量密度、传输矢量、特性阻抗等参数中的至少一种的测试。
3、本发明提供的声学性能测试装置是一种改良的阻抗管测试装置，对材料支撑性无要求，可以适用于体块、薄膜、粉末、甚至于气体等各类材料的性能测试。
4、本发明提供的声学性能测试装置由于样品杯独立放置，可以实现快速更换样品，相比传统平躺的管体，大大提高了测试效率。
5、本发明提供的声学性能测试装置不引入外部夹具，不额外增加测量误差，提高了测试结果的可靠性。
6、本发明提供的上述技术方案有助于快速方便的进行各种待测试材料的吸声系数、反射系数、界面阻抗、特性阻抗、等效声速、等效密度等声学参数的测试，测试数据可用于噪声控制、医疗声学、建筑声学、工业声学、电声学等大领域，具体可用于隔声吸声设计、声学滤波器、扬声器装置、电子穿戴设备等研发设计。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的材料声学性能测试方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例提供的材料声学性能测试系统的结构示意图。
图3为本发明一实施例提供的材料声学性能测试装置的结构示意图。
图4为本发明一实施例提供的材料声学性能测试装置的控制设备的结构示意图。
图5为本发明一实施例中传声器位置示意图。
图6为本发明一实施例中样品底部法向界面阻抗、两次测量样品表面法向界面阻抗的关系示意图。
图7为本发明实施例1中等效声速测量结果示意图。
图8A为本发明实施例1中第一样品吸声系数测量结果示意图。
图8B为本发明实施例1中第二样品吸声系数测量结果示意图。
图9为本发明实施例1中等效特性阻抗测量结果示意图。
图10为本发明实施例1中传输矢量测量结果示意图。
图11为本发明实施例1中等效质量密度测量结果示意图。
具体实施方式
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的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
参见图1，本发明一实施例提供了一种材料声学性能测试方法，其中，该方法包括：
步骤S1：获取第一样品表面法向界面阻抗（即第一样品表面法向声阻抗）；其中，所述第一样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的表面法向界面阻抗；
步骤S2：获取第二样品表面法向界面阻抗（即第二样品表面法向声阻抗）；其中，所述第二样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的表面法向界面阻抗；
步骤S3：基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合；
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试与待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试的过程中，所用的阻抗管测试装置相同、所用的测试条件相同（指阻抗管内温度相同、阻抗管内压力相同、激励频率相同、样品上表面距离传声器的距离相同）。
上述材料声学性能测试方法，基于质量、厚度倍数为2倍的两个待测样品的表面法向界面阻抗测试结果进行特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合的确定，该方法可以适用于体块、薄膜、粉末、甚至于气体等各类材料的声学性能测试。
进一步，所述待测材料的特性阻抗通过下述公式确定得到：
Figure 57230DEST_PATH_IMAGE001
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；
在该优选实施方案中，如图6中（a）、（b）所示，样品底部法向界面阻抗、两次测量样品表面法向界面阻抗存在如下关系：
Figure 103683DEST_PATH_IMAGE011
其中，Zs0为样品杯底部法向界面阻抗，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗；Zc1为待测材料的特性阻抗；d为第一样品厚度；k1为待测材料的传输矢量。
进一步，所述待测材料的传输矢量通过下述公式确定得到：
Figure 885694DEST_PATH_IMAGE012
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m。
进一步，所述待测材料的等效声速通过下述公式确定得到：
Figure 726611DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 62915DEST_PATH_IMAGE013
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 850742DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
进一步，所述待测材料的等效质量密度通过下述公式确定得到：
Figure 221681DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 499078DEST_PATH_IMAGE001
Figure 322678DEST_PATH_IMAGE003
Figure 946819DEST_PATH_IMAGE014
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 703423DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
进一步，步骤S1包括：
步骤S11：获取第一样品反射系数；其中，所述第一样品反射系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的反射系数；
步骤S12：基于第一样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第一样品表面法向界面阻抗；
其中，所述第一样品表面法向界面阻抗可以通过下述公式确定：
Figure 886142DEST_PATH_IMAGE015
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs1为第一样品反射系数，无量纲。
进一步，该方法进一步包括：
步骤S4：获取第一样品吸声系数；其中，所述第一样品吸声系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的吸声系数；
更进一步，步骤S4包括：
步骤S41：获取第一样品反射系数；其中，所述第一样品反射系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的反射系数；
步骤S42：基于第一样品反射系数，确定第一样品吸声系数；
其中，所述第一样品吸声系数可以通过下述公式确定：
Figure 197038DEST_PATH_IMAGE016
式中，αs1为第一样品吸声系数，无量纲； rs1为第一样品反射系数，无量纲。
进一步，所述获取第一样品反射系数可以通过传递函数法测定得到；
更进一步，所述获取第一样品反射系数包括：
将所述第一样品装载到阻抗管测试装置后进行测试，记录两个传声器处测得到声压信号（即时域信号）；基于两个传声器处测得到声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，确定第一样品反射系数；
其中，两个传声器间的传递函数可以通过下述公式确定：
Figure 123406DEST_PATH_IMAGE017
式中，H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；p2为靠近第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；p1为远离第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
其中，第一样品反射系数可以通过下述公式确定：
Figure 468936DEST_PATH_IMAGE018
；其中，
Figure 822557DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 620749DEST_PATH_IMAGE020
式中，rs1为第一样品反射系数，无量纲；H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；x1为远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m。
进一步，步骤S2包括：
步骤S21：获取第二样品反射系数；其中，所述第二样品反射系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的反射系数；
步骤S22：基于第二样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第二样品表面法向界面阻抗；
其中，所述第二样品表面法向界面阻抗可以通过下述公式确定：
Figure 554070DEST_PATH_IMAGE021
式中，Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs2为第二样品反射系数，无量纲；
进一步，该方法进一步包括：
步骤S5：获取第二样品吸声系数；其中，所述第二样品吸声系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的吸声系数；
更进一步，步骤S5包括：
步骤S51：获取第二样品反射系数；其中，所述第二样品反射系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的反射系数；
步骤S52：基于第二样品反射系数，确定第二样品吸声系数；
其中，所述第二样品吸声系数可以通过下述公式确定：
Figure 252642DEST_PATH_IMAGE022
式中，αs2为第二样品吸声系数，无量纲； rs2为第二样品反射系数，无量纲。
进一步，获取第二样品反射系数可以通过传递函数法测定得到；
更进一步，获取第二样品反射系数包括：
将所述第二样品装载到阻抗管测试装置后进行测试，记录两个传声器处测得到声压信号（即时域信号）；基于两个传声器处测得到声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，确定第二样品反射系数；
其中，两个传声器间的传递函数可以通过下述公式确定：
Figure 777165DEST_PATH_IMAGE023
式中，
Figure 62652DEST_PATH_IMAGE024
为两个传声器间的传递函数，无量纲；
Figure 596402DEST_PATH_IMAGE025
为靠近第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
Figure 447683DEST_PATH_IMAGE026
为远离第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
其中，第二样品反射系数可以通过下述公式确定：
Figure 143107DEST_PATH_IMAGE027
；其中，
Figure 915891DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 191014DEST_PATH_IMAGE029
式中，rs2为第二样品反射系数，无量纲；
Figure 601529DEST_PATH_IMAGE030
为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；
Figure 733433DEST_PATH_IMAGE031
为远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m。
进一步，阻抗管内空气密度通过下述公式确定：
Figure 727934DEST_PATH_IMAGE032
式中，p0=101.325kPa；ρ0=1.186 kg/m3；T0=293K；pa为阻抗管内的压力，单位kPa；T为阻抗管内的温度，单位K；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；
进一步，阻抗管内空气声速通过下述公式确定：
Figure 603486DEST_PATH_IMAGE033
式中，T为阻抗管内的温度，单位K；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；
进一步，阻抗管内空气传输矢量通过下述公式确定：
Figure 367043DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 935428DEST_PATH_IMAGE035
式中，k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；λ0为阻抗管内声波波长，单位m；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；
Figure 417224DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
图2是本发明一实施例提供的一种材料声学性能测试系统的结构框图，该材料声学性能测试系统能够实现上述实施例提供的材料声学性能测试方法。如图2所示，该系统包括：
第一阻抗获取模块21：用于获取第一样品表面法向界面阻抗（即第一样品表面法向声阻抗）；其中，所述第一样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的表面法向界面阻抗；
第二阻抗获取模块22：用于获取第二样品表面法向界面阻抗（即第二样品表面法向声阻抗）；其中，所述第二样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的表面法向界面阻抗；
第一性能确定模块23：基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合；
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试与待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试的过程中，所用的阻抗管测试装置相同、阻抗管内温度相同、阻抗管内压力相同、激励频率相同、样品上表面距离传声器的距离相同。
进一步，第一性能确定模块23通过下述公式确定待测材料的特性阻抗：
Figure 830888DEST_PATH_IMAGE001
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利。
进一步，第一性能确定模块23通过下述公式确定待测材料的传输矢量：
Figure 230644DEST_PATH_IMAGE036
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m。
进一步，第一性能确定模块23通过下述公式确定待测材料的等效声速：
Figure 704351DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 673444DEST_PATH_IMAGE037
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 94061DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
进一步，第一性能确定模块23通过下述公式确定待测材料的等效质量密度：
Figure 832210DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 742397DEST_PATH_IMAGE001
Figure 933207DEST_PATH_IMAGE003
Figure 954252DEST_PATH_IMAGE038
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 812487DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
进一步，所述第一阻抗获取模块21包括：
第一反射系数获取子模块211：用于获取第一样品反射系数；其中，所述第一样品反射系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的反射系数；
第一阻抗确定子模块212：用于基于第一样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第一样品表面法向界面阻抗；
其中，所述第一样品表面法向界面阻抗可以通过下述公式确定：
Figure 863882DEST_PATH_IMAGE015
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs1为第一样品反射系数，无量纲。
进一步，该系统进一步包括：
第二性能确定模块24：用于获取第一样品吸声系数；其中，所述第一样品吸声系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的吸声系数；
更优选地，第二性能确定模块24包括：
第一反射系数获取单元241：用于获第一样品反射系数；其中，所述第一样品反射系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的反射系数；
第一吸声系数确定单元242：用于基于第一样品反射系数，确定第一样品吸声系数；
其中，第一吸声系数确定单元242通过下述公式确定第一样品吸声系数：
Figure 807567DEST_PATH_IMAGE016
式中，αs1为第一样品吸声系数，无量纲； rs1为第一样品反射系数，无量纲。
进一步，第一反射系数获取子模块211、第一反射系数获取单元241可以通过传递函数法测定得到第一样品反射系数；
更进一步，第一反射系数获取子模块211、第一反射系数获取单元241通过下述方式实现获取第一样品反射系数：
将所述第一样品装载到阻抗管测试装置后进行测试，记录两个传声器处测得到声压信号（即时域信号）；基于两个传声器处测得到声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，确定第一样品反射系数；
其中，两个传声器间的传递函数可以通过下述公式确定：
Figure 366724DEST_PATH_IMAGE017
式中，H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；p2为靠近第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；p1为远离第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
其中，第一样品反射系数可以通过下述公式确定：
Figure 79465DEST_PATH_IMAGE018
；其中，
Figure 65876DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 434540DEST_PATH_IMAGE020
式中，rs1为第一样品反射系数，无量纲；H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；x1为远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m。
进一步，所述第二阻抗获取模块22包括：
第二反射系数获取子模块221：用于获取第二样品反射系数；其中，所述第二样品反射系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的反射系数；
第二阻抗确定子模块222：用于基于第二样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第二样品表面法向界面阻抗；
其中，所述第二样品表面法向界面阻抗可以通过下述公式确定：
Figure 531809DEST_PATH_IMAGE039
式中，Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs2为第二样品反射系数，无量纲；
进一步，该系统进一步包括：
第三性能确定模块25：用于获取第二样品吸声系数；其中，所述第二样品吸声系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的吸声系数；
更优选地，第三性能确定模块25包括：
第二反射系数获取单元251：用于获取第二样品反射系数；其中，所述第二样品反射系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的反射系数；
第二吸声系数确定单元252：用于基于第二样品反射系数，确定第二样品吸声系数；
其中，第二吸声系数确定单元252通过下述公式确定第二样品吸声系数：
Figure 364636DEST_PATH_IMAGE022
式中，αs2为第二样品吸声系数，无量纲； rs2为第二样品反射系数，无量纲。
进一步，第二反射系数获取子模块221、第二反射系数获取单元251可以通过传递函数法测定得到第二样品反射系数；
更进一步，第二反射系数获取子模块221、第二反射系数获取单元251可以通过下述方式实现所述获取第二样品反射系数：
将所述第二样品装载到阻抗管测试装置后进行测试，记录两个传声器处测得到声压信号（即时域信号）；基于两个传声器处测得到声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，确定第二样品反射系数；
其中，两个传声器间的传递函数可以通过下述公式确定：
Figure 521948DEST_PATH_IMAGE023
式中，
Figure 673181DEST_PATH_IMAGE024
为两个传声器间的传递函数，无量纲；
Figure 574141DEST_PATH_IMAGE025
为靠近第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
Figure 261475DEST_PATH_IMAGE026
为远离第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
其中，第二样品反射系数可以通过下述公式确定：
Figure 589688DEST_PATH_IMAGE027
；其中，
Figure 729682DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 434333DEST_PATH_IMAGE029
式中，rs2为第二样品反射系数，无量纲；
Figure 976173DEST_PATH_IMAGE030
为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；
Figure 475287DEST_PATH_IMAGE031
为远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m。
进一步，阻抗管内空气密度通过下述公式确定：
Figure 604042DEST_PATH_IMAGE032
式中，p0=101.325kPa；ρ0=1.186 kg/m3；T0=293K；pa为阻抗管内的压力，单位kPa；T为阻抗管内的温度，单位K；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；
进一步，阻抗管内空气声速通过下述公式确定：
Figure 846805DEST_PATH_IMAGE033
式中，T为阻抗管内的温度，单位K；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；
进一步，阻抗管内空气传输矢量通过下述公式确定：
Figure 446413DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 116429DEST_PATH_IMAGE040
式中，k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；λ0为阻抗管内声波波长，单位m；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；
Figure 231016DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
本发明实施例还提供了一种存储介质。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述材料声学性能测试方法的步骤，具体参见上述材料声学性能测试方法实施例，此处不再赘述。
参见图3，本发明一实施例提供了一种声学性能测试装置，该装置包括：
竖直设置的阻抗管1、上方开口的样品杯2、声学激励源3、第一传声器4、第二传声器5和信号处理部6；
其中，样品杯2可拆卸的插入阻抗管1中与阻抗管1连接，声学激励源3设置于阻抗管1中且与样品杯2相对设置用于向阻抗管1内发出声信号，第一传声器4、第二传声器5与阻抗管1连接用于采集阻抗管1内的声压信号，信号处理部6分别与声学激励源3、第一传声器4、第二传声器5连接用于进行信号处理；其中，阻抗管1内声学激励源3、第一传声器4、第二传声器5、样品杯2由上到下依次布置。
进一步，信号处理部6包括功率放大器61和动态信号收发卡62；功率放大器61分别与动态信号收发卡62的信号发射端口和声学激励源5连接，第一传声器4、第二传声器5分别与动态信号收发卡62的信号采集端口连接。
进一步，信号处理部进一步包括与信号处理部6连接的控制设备7；控制设备7用于控制信号处理部6进行信号发射和信号采集、并用于对采集到的信号进行后处理，以实现上述材料声学性能测试方法；
更进一步，控制设备7与动态信号收发卡62连接；控制设备7用于控制动态信号收发卡62进行信号发射和信号采集、并用于对采集到的信号进行后处理，以实现上述材料声学性能测试方法；在控制设备7的控制下动态信号收发卡62产生激励信号，激励信号经功率放大器61放大后激励阻抗管1内声学激励源3发出声信号，第一传声器4、第二传声器5接收到的声压信号经信号收发卡62传输进入控制设备7进行后处理。
进一步，样品杯2插入阻抗管1中与阻抗管1连接处采用采用硅胶密封圈进行密封。
进一步，所述控制设备7的结构如图4所示，包括处理器1110、通信接口1120、存储器1130和通信总线1140，其中，处理器1110，通信接口1120，存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信；
存储器1130，用于存放计算机程序；
处理器1110，用于执行存储器1130上所存放的程序时，实现上述材料声学性能测试方法的步骤，具体参见上述材料声学性能测试方法实施例，此处不再赘述。
进一步，该装置进一步包括阻抗管支架，所述阻抗管支架用于固定阻抗管1，使阻抗管1实现竖直设置。
进一步，该装置进一步包括减震平台；
可以将阻抗管支架固定于减震平台上。
实施例1
本实施例提供了一种声学性能测试方法，该方法采用如图3所示的声学性能测试装置进行。
该方法包括：
1、将待测材料第一样品装载到样品杯2中，将样品杯装载到阻抗管1中，连接好如图3所示的声学性能测试装置，开启测试，在控制设备7的控制下动态信号收发卡62产生激励信号，激励信号经功率放大器61放大后激励阻抗管1内声学激励源3发出声信号，第一传声器4、第二传声器5接收到的声压信号经信号收发卡62传输进入控制设备7。
2、将待测材料第二样品装载到样品杯2中，将样品杯装载到阻抗管1中，连接好如图3所示的声学性能测试装置，开启测试，在控制设备7的控制下动态信号收发卡62产生激励信号，激励信号经功率放大器61放大后激励阻抗管1内声学激励源3发出声信号，第一传声器4、第二传声器5接收到的声压信号经信号收发卡62传输进入控制设备7。
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在步骤1、步骤2的测试过程中，所用的阻抗管测试装置相同、阻抗管内温度相同（本实施例中为20℃）、阻抗管内压力相同（本实施例中为101kPa）、激励频率相同（本实施例自50Hz-10000Hz间隔1Hz进行取值，即取值50Hz、51Hz、52Hz、53Hz……10000Hz）、样品上表面距离传声器的距离相同（本实施例中为65mm）。
3、进行阻抗管内空气密度、空气声速以及空气传输矢量确定；具体而言：
阻抗管内空气密度通过下述公式确定：
Figure 277469DEST_PATH_IMAGE041
式中，p0=101.325kPa；ρ0=1.186 kg/m3；T0=293K；pa为阻抗管内的压力，单位kPa；T为阻抗管内的温度，单位K；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；
阻抗管内空气声速通过下述公式确定：
Figure 528322DEST_PATH_IMAGE033
式中，T为阻抗管内的温度，单位K；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；
阻抗管内空气传输矢量通过下述公式确定：
Figure 634818DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure 236701DEST_PATH_IMAGE042
式中，k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；λ0为阻抗管内声波波长，单位m；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；
Figure 325660DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹。
4、基于步骤1中控制设备7接收到的声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，确定第一样品反射系数；于测得的第一样品反射系数，确定第一样品吸声系数；基于测得的第一样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第一样品表面法向界面阻抗；具体而言：
两个传声器间的传递函数通过下述公式确定：
Figure 696599DEST_PATH_IMAGE017
式中，H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；p2为靠近第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；p1为远离第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
第一样品反射系数通过下述公式确定：
Figure 911680DEST_PATH_IMAGE018
；其中，
Figure 858DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 123535DEST_PATH_IMAGE020
式中，rs1为第一样品反射系数，无量纲；H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；s为两个传声器间的距离，
Figure 348980DEST_PATH_IMAGE043
，单位m；x1为远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离（参见图5），单位m；x2为靠近第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离（参见图5），单位m；
第一样品吸声系数通过下述公式确定：
Figure 62858DEST_PATH_IMAGE016
式中，αs1为第一样品吸声系数，无量纲； rs1为第一样品反射系数，无量纲；
第一样品表面法向界面阻抗通过下述公式确定：
Figure 373754DEST_PATH_IMAGE015
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs1为第一样品反射系数，无量纲。
5、基于步骤2中控制设备7接收到的声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，确定第二样品反射系数；基于测得的第二样品反射系数，确定第二样品吸声系数；基于测得的第二样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第二样品表面法向界面阻抗；具体而言：
两个传声器间的传递函数通过下述公式确定：
Figure 300122DEST_PATH_IMAGE023
式中，
Figure 147117DEST_PATH_IMAGE024
为两个传声器间的传递函数，无量纲；
Figure 704000DEST_PATH_IMAGE025
为靠近第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
Figure 298930DEST_PATH_IMAGE026
为远离第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
第二样品反射系数通过下述公式确定：
Figure 28988DEST_PATH_IMAGE027
；其中，
Figure 432288DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 956810DEST_PATH_IMAGE029
式中，rs2为第二样品反射系数，无量纲；
Figure 242298DEST_PATH_IMAGE030
为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；
Figure 776047DEST_PATH_IMAGE031
为远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m；
第二样品吸声系数通过下述公式确定：
Figure 830591DEST_PATH_IMAGE022
式中，αs2为第二样品吸声系数，无量纲； rs2为第二样品反射系数，无量纲；
第二样品表面法向界面阻抗通过下述公式确定：
Figure 290129DEST_PATH_IMAGE021
式中，Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs2为第二样品反射系数，无量纲。
6、基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速；具体而言：
待测材料的特性阻抗通过下述公式确定得到：
Figure 62913DEST_PATH_IMAGE001
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；
待测材料的传输矢量通过下述公式确定得到：
Figure 72457DEST_PATH_IMAGE044
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m，本实施例为0.025m；
待测材料等效声速通过下述公式确定得到：
Figure 247087DEST_PATH_IMAGE003
式中，k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 113412DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；
待测材料等效质量密度通过下述公式确定得到：
Figure 639071DEST_PATH_IMAGE045
式中，Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；c1为待测材料等效声速，单位m/s；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
结果如图7、图8A、图8B、图9、图10、图11所示。
以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

Claims (8)

1.一种材料声学性能测试方法，其特征在于，该方法包括：
获取第一样品表面法向界面阻抗；其中，所述第一样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的表面法向界面阻抗；
获取第二样品表面法向界面阻抗；其中，所述第二样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的表面法向界面阻抗；
基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合；
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试与待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试的过程中，所用的阻抗管测试装置相同、阻抗管内温度相同、阻抗管内压力相同、激励频率相同、样品上表面距离传声器的距离相同；
其中，所述待测材料的特性阻抗通过下述公式确定得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；
其中，所述待测材料的传输矢量通过下述公式确定得到：
Figure 809744DEST_PATH_IMAGE002
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；
其中，所述待测材料的等效声速通过下述公式确定得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 139094DEST_PATH_IMAGE004
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；
其中，所述待测材料的等效质量密度通过下述公式确定得到：
Figure 403241DEST_PATH_IMAGE006
，其中，
Figure 540961DEST_PATH_IMAGE007
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure 596642DEST_PATH_IMAGE009
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为激励频率，单位赫兹；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取第一样品表面法向界面阻抗包括：
获取第一样品反射系数；其中，所述第一样品反射系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的反射系数；
基于第一样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第一样品表面法向界面阻抗；
其中，所述第一样品表面法向界面阻抗通过下述公式确定：
Figure 413288DEST_PATH_IMAGE011
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs1为第一样品反射系数，无量纲；
所述获取第二样品表面法向界面阻抗包括：
获取第二样品反射系数；其中，所述第二样品反射系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的反射系数；
基于第二样品反射系数和阻抗管内空气声速、阻抗管内空气密度，确定第二样品表面法向界面阻抗；
其中，所述第二样品表面法向界面阻抗通过下述公式确定：
Figure 478196DEST_PATH_IMAGE012
式中，Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；ρ为阻抗管内空气密度，单位kg/m3；c0为阻抗管内空气声速，单位m/s；rs2为第二样品反射系数，无量纲。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述材料声学性能测试方法进一步包括：获取第一样品吸声系数，所述第一样品吸声系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的吸声系数；其中，获取第一样品吸声系数包括：
获取第一样品反射系数；其中，所述第一样品反射系数为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的反射系数；
基于第一样品反射系数，确定第一样品吸声系数；其中，所述第一样品吸声系数通过下述公式确定：
Figure 736002DEST_PATH_IMAGE013
式中，αs1为第一样品吸声系数，无量纲； rs1为第一样品反射系数，无量纲；
所述材料声学性能测试方法进一步包括：获取第二样品吸声系数，所述第二样品吸声系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的吸声系数；其中，获取第二样品吸声系数包括：
获取第二样品反射系数；其中，所述第二样品反射系数为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的反射系数；
基于第二样品反射系数，确定第二样品吸声系数；其中，所述第二样品吸声系数通过下述公式确定：
Figure 493742DEST_PATH_IMAGE014
式中，αs2为第二样品吸声系数，无量纲； rs2为第二样品反射系数，无量纲。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，
所述获取第一样品反射系数包括：
将所述第一样品装载到阻抗管测试装置后进行测试，记录两个传声器处测得到声压信号；基于两个传声器处测得到声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，确定第一样品反射系数；
其中，两个传声器间的传递函数通过下述公式确定：
Figure 797685DEST_PATH_IMAGE015
式中，H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；p2为靠近第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；p1为远离第一样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
其中，第一样品反射系数通过下述公式确定：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
；其中，
Figure 135125DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
式中，rs1为第一样品反射系数，无量纲；H12为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；x1为远离第一样品表面的传声器距离第一样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m；
所述获取第二样品反射系数包括：
将所述第二样品装载到阻抗管测试装置后进行测试，记录两个传声器处测得到声压信号；基于两个传声器处测得到声压信号确定两个传声器间的传递函数；基于两个传声器间的传递函数、两个传声器间的距离、阻抗管内空气传输矢量以及远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，确定第二样品反射系数；
其中，两个传声器间的传递函数通过下述公式确定：
Figure 575334DEST_PATH_IMAGE019
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为两个传声器间的传递函数，无量纲；
Figure 834801DEST_PATH_IMAGE021
为靠近第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为远离第二样品表面的传声器处测得到声压信号，单位帕斯卡；
其中，第二样品反射系数通过下述公式确定：
Figure 626040DEST_PATH_IMAGE023
；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 767171DEST_PATH_IMAGE025
式中，rs2为第二样品反射系数，无量纲；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为两个传声器间的传递函数，无量纲；k0为阻抗管内空气传输矢量，单位m-1；
Figure 796307DEST_PATH_IMAGE027
为远离第二样品表面的传声器距离第二样品表面的距离，单位m；s为两个传声器间的距离，单位m。
5.一种材料声学性能测试系统，其特征在于，该系统包括：
第一阻抗获取模块：用于获取第一样品表面法向界面阻抗；其中，所述第一样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第一样品的表面法向界面阻抗；
第二阻抗获取模块：用于获取第二样品表面法向界面阻抗；其中，所述第二样品表面法向界面阻抗为基于待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试结果确定的第二样品的表面法向界面阻抗；
第一性能确定模块：基于第一样品表面法向界面阻抗和第二样品表面法向界面阻抗，确定待测材料的特性阻抗、传输矢量、等效质量密度、等效声速中的一种或两种以上的组合；
其中，第二样品的质量为第一样品质量的2倍、第二样品的厚度为第一样品厚度的两倍且第二样品与第一样品密度相同；
其中，在待测材料第一样品的阻抗管测试装置测试与待测材料第二样品的阻抗管测试装置测试的过程中，所用的阻抗管测试装置相同、阻抗管内温度相同、阻抗管内压力相同、激励频率相同、样品上表面距离传声器的距离相同；
其中，所述待测材料的特性阻抗通过下述公式确定得到：
Figure 895850DEST_PATH_IMAGE007
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；
其中，所述待测材料的传输矢量通过下述公式确定得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；
其中，所述待测材料的等效声速通过下述公式确定得到：
Figure 908805DEST_PATH_IMAGE008
，其中，
Figure 260152DEST_PATH_IMAGE029
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 471691DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；
其中，所述待测材料的等效质量密度通过下述公式确定得到：
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，其中，
Figure 213906DEST_PATH_IMAGE031
Figure 120683DEST_PATH_IMAGE003
Figure DEST_PATH_IMAGE032
式中，Zs1为第一样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zs2为第二样品表面法向界面阻抗，单位瑞利；Zc1为待测材料的特性阻抗，单位瑞利；k1为待测材料的传输矢量，单位m-1；d为第一样品的厚度，单位m；c1为待测材料等效声速，单位m/s；
Figure 603616DEST_PATH_IMAGE005
为激励频率，单位赫兹；ρ1为待测材料等效质量密度，单位kg/m3。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1-4中任一项所述的材料声学性能测试方法。
7.一种材料声学性能测试装置，其特征在于，该装置包括：
竖直设置的阻抗管、上方开口的样品杯、声学激励源、第一传声器、第二传声器、信号处理部和控制设备；
其中，样品杯可拆卸的插入阻抗管中与阻抗管连接，声学激励源设置于阻抗管中且与样品杯相对设置用于向阻抗管内发出声信号，第一传声器、第二传声器与阻抗管连接用于采集阻抗管内的声压信号，信号处理部分别与声学激励源、第一传声器、第二传声器连接用于进行信号处理，控制设备与信号处理部连接；其中，阻抗管内声学激励源、第一传声器、第二传声器、样品杯由上到下依次布置；
其中，控制设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一所述的材料声学性能测试方法。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述信号处理部包括功率放大器和动态信号收发卡；功率放大器分别与动态信号收发卡的信号发射端口和声学激励源连接，第一传声器、第二传声器分别与动态信号收发卡的信号采集端口连接。
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