CN1712952A - 用于测量试验对象上的隔音或插入衰减的试验台和方法 - Google Patents

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CN1712952A CNA2005100788025A CN200510078802A CN1712952A CN 1712952 A CN1712952 A CN 1712952A CN A2005100788025 A CNA2005100788025 A CN A2005100788025A CN 200510078802 A CN200510078802 A CN 200510078802A CN 1712952 A CN1712952 A CN 1712952A
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Abstract

本发明涉及用于测量试验对象的隔音或插入衰减的一种试验台和一种方法。试验台具有装备有多个声发生器(6)的播音室(1)和与该播音室(1)邻接的收音室(2)，该收音室(2)与播音室通过具有用于布置试验对象(4)的试验孔径的隔板(3)或分隔面来分开。播音室装设有声发生器阵列(5)，该声发生器阵列包含至少四个声发生器(6)，该四个声发生器(6)被布置在基本上平行于隔板(3)或平行于分隔面的平面中。给声发生器(6)分配控制机构，借助该控制机构可这样控制声发生器，使得选择性地产生散射声场或基本上一维的、集中在试验对象(4)上的声场。在利用一维声场测量时，控制声发生器(6)是可能的，该控制产生垂直的声入射或选择性地产生一定的偏离垂直线的到试验对象(4)上的入射角。同时，控制机构优选地被如此构成，以致一维声场到试验对象(4)上的入射角是可任意调节的。

Description

用于测量试验对象上的隔音 或插入衰减的试验台和方法
技术领域
本发明涉及用于测量试验对象的隔音或插入衰减的一种试验台和方法。
背景技术
为了测量大构件和建筑物(Materialaufbauten)的隔音，使用所谓的窗试验台以及顶棚试验台。这些试验台通常包括装备有声发生器的播音室和装备有一个或多个麦克风的收音室，其中从播音室向收音室构造用于布置试验对象的试验孔径。窗试验台用于测量诸如车身前墙衬里(Karosseriestirnwandverkleidung)的相对大的、垂直布置的构件和建筑物的隔音，而诸如汽车底板结构的水平的构件在相应的顶棚试验台中测试。传统的窗试验台和顶棚试验台具有声发生器和立体几何结构，该声发生器和立体几何结构产生散射声场。
用于确定材料试样的与频率有关的隔音的典型的测量装置是“双”阻抗测量管(Kundtsche管)。利用该阻抗测量管能够获得相对高的测量准确性，其中对于该测量，相对小的材料试样就足够了。可是在该测量方法中产生一维波场，也就是说声音垂直落在材料试样上，这常常不对应于所涉及构件的安装地点上的实际声学比例。利用“双”阻抗测量管的测量基本上对应于在自由场条件下直达声(Direktschall)的测量。与在露天传播声音相反，在封闭空间中传播声音时，在空间边界上出现反射现象。虽然在设置在封闭空间中的声源附近，通常一维直达声的影响占优势，但是离声源更远的地方，由于反射现象而产生散射声场。
视应在哪个声场中测量试验对象的隔音而定，因此需要不同的试验台。其中的问题在于，对于同一种待测试的材料，在不同试验台中通常得到针对该待测定的隔音的不同测量结果。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种试验台和一种方法，利用该试验台和方法能够以相对低的工作量测定各种声学声场下的构件、材料或建筑物上的隔音量或插入衰减。
该任务通过具有权利要求1的特征的试验台或具有权利要求13的特征的方法来解决。
根据本发明的试验台具有装备有多个声发生器的播音室和与该播音室邻接的收音室，该收音室与播音室通过具有用于布置试验对象的试验孔径的隔板或分隔面(Trennboden)来分开。播音室装设有包含至少四个声发生器的声发生器阵列，这些声发生器被布置在基本上平行于隔板或分隔面的平面中。为声发生器分配控制机构，借助于控制机构可这样控制声发生器，使得可选地产生散射声场或基本上一维的、集中在隔板或分隔面的窗形的试验孔径上的声场。在收音室中布置至少一个麦克风，用于接收试块允许通过的声音。
因此，本发明使得可能在唯一的试验台中分别在各种声场下测量各种试验对象上的隔音或插入衰减。根据本发明的试验台代替例如窗试验台和双阻抗测量管(TL管)的各种试验台或集其于一体。由此能够减少迄今必要的工作量，其中该工作量由分别产生特定声场的各种试验台的布置确定。
本发明的有利实施方式在于，借助于试验台的控制机构可这样控制声发生器，使得产生基本上一维的声场，该声场可选地垂直地或以偏离垂直线的入射角集中在窗形试验孔径上。在此，控制机构优选地如此构造，以致可任意改变基本上一维的声场到试验对象的入射角。于是，根据本发明的试验台附加地提供这样的选项，即在任意定义的到试验对象的声入射角的情况下执行测量。也就是说，通过本发明，实现了用于所有考虑的声场条件(垂直的声入射、散射声场或每个瞄准的声入射角(+90°至-90°))的唯一试验台。
分配给声发生器的控制机构尤其可包括多通道计算机控制机构。
对于产生一维声场，播音室应在内侧装设吸收声音的或反射少的衬里。以这种方式抑制形成反射引起的散射声场部分。
根据本发明的试验台的另一个有利实施方式的特征在于，播音室和收音室相互耦合地便于移动地安置，以致试验孔径可选地可垂直或水平或倾斜地定位。通过该实施方式，根据本发明的试验台集一个或多个窗试验台和顶棚试验台于一体，其中试验物必须被布置在特定空间位置，或者其中重力必须以特定立体角作用(angreifen)在试验物上。
根据本发明的试验台以及根据本发明的方法的其他优选和有利实施方式在从属权利要求中给出。
附图说明
下面根据描述实施例的附图来进一步解释本发明。其中：
图1以透视视图示出根据本发明的试验台的示意图；
图2示出控制模式中根据图1的试验台的部分的示意图，其中产生散射声场；
图3示出用于进一步说明产生散射声场的控制模式的示意图；
图4示出控制模式中根据图1的试验台的部分的示意图，其中由垂直声入射到试验对象上而产生一维声场；
图5示出用于进一步说明由垂直声入射到试验对象上而产生平面波前的控制模式的示意图；
图6示出控制模式中根据图1的试验台的部分的示意图，其中以一定的偏离垂直线的到试验对象上的声入射角产生一维声场；
图7示出用于进一步说明以定义的、偏离垂直线的到试验对象上的声入射角产生平面波前的控制模式的示意图；
图8示出根据本发明的试验台的实施方案的示意图，其中该试验台便于移动地(可旋转地)被安置。
具体实施方式
图1中示意性示出的试验台具有播音室1和与该播音室1直接邻接的收音室2，该收音室与播音室通过隔板3分开，该隔板具有用于布置试验对象4的试验孔径。
播音室1和收音室2相互耦合地在支架或框架(未示出)中便于移动地被安置，以致可以可选地尤其是垂直或水平地布置带有试验对象4的试验孔径。因此，根据本发明的试验台集窗试验台和顶棚试验台于一体。这样实施试验台的便于移动的排列，以致试验孔径或试验对象4可被布置在垂直线和水平线之间的任意平面中(+/-360°)。
试验对象4可以是材料试样、一层或多层建筑物、成型件或完整的构件，例如汽车前墙衬里。隔板3可由多个段构成，段允许试验孔径的大小与试验对象4匹配。
播音室1内侧装设有吸收声音的衬里。优选地，播音室1被构造为反射少的空间。为此，播音室1的墙、天花板和地板装设有高吸收的衬里，该衬里例如由指向空间的楔形元件构成，楔形元件由开放式多孔的(offenporig)泡沫材料或其他替代的吸收材料制成。
播音室1装备有声发生器阵列5，该声发生器阵列5包含至少四个相同的、优选至少十六个相同的声发生器6。声发生器的数量优选地对应于二次幂(4、9、16、25、…)。声发生器6被布置在共同的平面中并相互均等间隔地布置在正方形的删格中。同样也可规定声发生器6循环的或随机的布置，以代替删格。在循环布置中，声发生器6优选地布置在同心圆上。声发生器6可被实施为宽带扬声器。它们尤其可由具有平面构造的振荡膜的扬声器组成。除了宽带扬声器，也可使用用于高频试验的高音扬声器。为此，扬声器嵌板尤其是可更换地被构造，也就是说，对于高频试验，具有宽带扬声器的嵌板可相对具有高音扬声器的嵌板被更换，该高音扬声器相对宽带扬声器通常具有小的尺寸。
平面声发生器阵列5或声发生器6的共同平面被布置为平行于隔板3。声发生器阵列5和/或基本上与其平行的隔板3是可移动的，使得声发生器阵列5和隔板3之间的距离是可调节的。
给每个声发生器6分配自己的音频信号发生器7以及自己的功率放大器8。因此，声发生器6是可选择地单独控制的。出于清楚的原因，在图中只示出部分音频信号发生器7和功率放大器8。
给音频信号发生器7分配控制机构，借助该控制机构可这样单独控制音频信号发生器7或声发生器6，使得可选地产生散射声场或基本上一维的、集中在具有布置在那的试验对象4的隔板3的窗形孔径上的声场。分配给音频信号发生器7或声发生器6的控制机构可例如包括多通道计算机控制机构。
在图2和3中表示控制模式，其中在播音室1中产生散射声场。此处，发生器7都由时间上交替的相位来控制。与此对应地产生散射的波前。试验对象(试验物)上的散射的声入射包含相对于声入射角为0°的垂直声入射-90°至+90°的范围中的声入射角。该控制模式对应于传统窗试验台或顶棚试验台中的测量条件。
如在图4和5中所示，根据本发明的试验台还可以在对应于具有垂直声入射到试验对象上的自由场条件的控制模式中运行。在该模式中，发生器7都由相同相位控制。可替换地，所有功率放大器8也可同时由唯一的发生器控制。其中，分别产生基本上为平面的波前，即具有垂直声入射到试验对象4上的一维声场(参照图1)。
此外，根据本发明的试验台也能够在这样控制模式中运行，其中产生基本上一维的声场，该声场以偏离垂直声入射的入射角X°集中在试验对象4上。为此，如图6和7中示意性地示出那样，发生器7都由恒定的但是逐组相互偏移的相位控制。为此，发生器7被划分成组，组分别被分配给删格形声发生器阵列5的一行或一列。
图7表示，一行或列声发生器6的控制信号相对下一行或列的声发生器6的控制信号之间的相移角分别被调节同样大小。与此对应，产生基本上平面的波前，其具有对应于所调节相移角的到试验对象4上的声入射角X°。
相移角可以由根据本发明的试验台的控制装置任意调节，使得产生基本上一维的声场，该声场以一定的声入射角碰到试验对象4。
在试验台的收音室2中，为了接收由试验对象4允许通过的声音，布置至少一个麦克风(未示出)(参照图1)。但是，优选地，在收音室2中布置包括多个麦克风的麦克风阵列(未示出)。其中，麦克风被布置在平行于隔板3平面的平面中并相互均等间隔地布置在正方形的删格中。通过这样的麦克风阵列，将本地部分声源定位在反射的结构表面上是可能的。特别地，这样的麦克风阵列使得能够测定试验对象4上的声压分布或声平分布。因此，可获得关于试验对象4反射特性或模式分布的信息。此外，也可由在空间中旋转的麦克风测量收音室中的声平。
在图8中示意性地示出一种实施方式，其中根据本发明的试验台可转动地被安置。转动范围为360°。用9表示用于可转动地接收试验台的支架。用10表示转轴。以这样的实施方案可以执行隔音或插入衰减的测量，其中重力以任意定义的角度对试验对象4产生影响。
本发明在其实施中不限于前述实施例。更确切地说，在基本不同的设计中使用权利要求中表现的发明思想的多种变型是可能的。因此，声发生器阵列5也可例如包括少于16或多于16个相同的声发生器，例如可使用由12、20或100个可单独或成组控制的扬声器构成的声发生器阵列5。除了声发生器6的正方形和删格形的布置以外，用于构造特定声场、例如用于产生球形波前的圆形或随机的声发生器布置也在本发明的范围中。此外，播音室1也可对应于顶棚试验台被布置在收音室2之上或之下。

Claims (27)

1.用于测量试验对象(4)的隔音或插入衰减的试验台，具有其中布置有多个声发生器(6)的播音室(1)、和通过具有用于布置所述试验对象(4)的试验孔径的隔板(3)或分隔面与所述播音室分开的收音室(2)，其中在所述收音室(2)中布置至少一个麦克风，
其特征在于，
所述播音室(1)装设有声发生器阵列(5)，所述声发生器阵列包括至少四个声发生器(6)，所述声发生器被布置在基本上平行于所述隔板(3)或平行于所述分隔面的平面中，其中为所述声发生器(6)分配控制机构，借助于所述控制机构可这样控制所述声发生器(6)，使得可选地产生散射声场或基本上一维的、集中在所述试验孔径上的声场。
2.如权利要求1所述的试验台，
其特征在于，
可借助于所述控制机构这样控制所述声发生器(6)，使得产生基本上一维的声场，所述声场可选地垂直或以偏离垂直线的入射角(X°)集中在所述试验孔径上。
3.如权利要求1或2所述的试验台，
其特征在于，
可借助于所述控制机构改变所述基本上一维的声场到所述试验对象上的入射角(X°)。
4.如权利要求1至3之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器阵列(5)包括至少16个声发生器(6)。
5.如权利要求1至4之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器(6)被布置在均等的栅格中或被循环布置。
6.如权利要求1至4之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器(6)被随机布置。
7.如权利要求1至6之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器(6)是宽带扬声器和/或高音扬声器。
8.如权利要求1至7之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器(6)被安装在可交换的嵌板中。
9.如权利要求1至8之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器(6)被安装在可交换的嵌板中。
10.如权利要求1至9之一所述的试验台，
其特征在于，
多个可相互交换的声发生器嵌板，包括具有至少一个宽带扬声器的声发生器嵌板和具有至少一个高音扬声器的声发生器嵌板。
11.如权利要求1至10之一所述的试验台，
其特征在于，
为每个声发生器(6)分配自己的音频信号发生器(7)和/或自己的功率放大器(8)。
12.如权利要求1至11之一所述的试验台，
其特征在于，
所述控制机构包括多通道计算机控制机构。
13.如权利要求1至12之一所述的试验台，
其特征在于，
所述播音室(1)内侧装设有吸收声音的衬里。
14.如权利要求1至13之一所述的试验台，
其特征在于，
在所述收音室(2)中布置包括多个麦克风的麦克风阵列或旋转的麦克风。
15.如权利要求1至14之一所述的试验台，
其特征在于，
所述声发生器阵列(5)和/或所述基本上平行于所述声发生器阵列(5)的隔板/分隔面是可移动的，使得声发生器阵列(5)和隔板(3)或声发生器阵列和分隔面之间的间隔是可调节的。
16.如权利要求1至15之一所述的试验台，
其特征在于，
所述播音室(1)的容积是可调节的。
17.如权利要求1至16之一所述的试验台，
其特征在于，
所述播音室(1)和所述收音室(2)相互耦合地便于移动地被安置，使得所述试验孔径可选地可垂直地、水平地或任意倾斜地定位。
18.用于测量试验对象(4)的隔音或插入衰减的方法，其中使用包括具有多个声发生器(6)的播音室(1)和具有至少一个麦克风的收音室(2)的试验台，其中所述播音室(1)和所述收音室(2)通过具有用于布置试验对象(4)的窗形孔径的隔板(3)或分隔面来相互分开，
其特征在于，
在所述播音室(1)中以这种方式布置由至少四个声发生器(6)构成的声发生器阵列(5)，使得所述声发生器(6)被布置在基本上平行于所述隔板(3)或平行于所述分隔面的平面中，并且借助于控制机构这样控制所述声发生器(6)，使得可选地产生散射声场或基本上一维的、集中在所述试验对象(4)上的声场。
19.如权利要求18所述的方法，
其特征在于，
借助于所述控制机构这样控制所述声发生器(6)，使得产生基本上一维的声场，所述声场可选地垂直地或以偏离垂直线的入射角(X°)集中在所述试验对象(4)上。
20.如权利要求18或19所述的方法，
其特征在于，
借助于控制机构改变所述基本上一维的声场到所述试验对象(4)上的入射角(X°)。
21.如权利要求18至20之一所述的方法，
其特征在于，
所使用的声发生器阵列(5)包括至少16个声发生器(6)。
22.如权利要求18至21之一所述的方法，
其特征在于，
所述声发生器(6)被布置在均等的栅格中或被循环布置。
23.如权利要求18至21之一所述的方法，
其特征在于，
所述声发生器(6)被随机分布地布置。
24.如权利要求18至23之一所述的方法，
其特征在于，
使用宽带扬声器和/或高音扬声器作为声发生器(6)。
25.如权利要求18至24之一所述的方法，
其特征在于，
为每个声发生器(6)分配自己的音频信号发生器(7)和/或自己的功率放大器(8)。
26.如权利要求18至25之一所述的方法，
其特征在于，
使用多通道计算机控制机构作为控制机构。
27.如权利要求18至26之一所述的方法，
其特征在于，
在所述收音室(2)中布置包括多个麦克风的麦克风阵列或旋转的麦克风。
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