CN208888187U - 一种板件隔声能力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种板件隔声能力测量装置，包括声源信号发生器和外部支架，所述声源信号发生器将电信号传递给功率放大器，所述功率放大器将接收到的电信号放大后通过所述扬声器转变成声信号，并传送到声学测试箱中，所述声学测试箱的内部活动安装有内部夹具，所述内部夹具上活动安装有内部传声器，所述声学测试箱上端活动安装有测试箱盖，所述测试箱盖中间位置安装有测试样板，所述外部支架横杆上活动安装有外部传声器，所述内、外部传声器通过数据线与数据采集卡连接，所述数据采集卡通过数据线与计算机相连。该板件隔声能力测量装置采用LABVIEW软件编写声学数据采集模块、数据显示模块和数据分析模块，可实现声源激励下板件隔声能力的测量与分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量设备技术领域，具体为一种板件隔声能力测量装置。
背景技术
板件一直被广泛应用于建筑、飞机、汽车、轮船等领域的隔声降噪，但因不同板件的材质、结构各不相同，因此其隔声能力也相差较大。隔声量在一定条件下可以用来描述板件隔声能力的大小。现有板件隔声量的测量方法主要有混响室法与驻波管法。混响室法在测量材料隔声量时不受入射声波条件的限制，具有测量样品大、测量结果贴近实际情况的优点，但缺点是不同混响室测量的同一样品材料的隔声量没有可比性，且混响室建造成本高、占地面积大，不适用于一般高校或科研经费有限的研究所开展新型优质隔声板材的开发。驻波管法是一种经典的材料隔声或吸声能力测量方法，其测量精度受到每个传声器的相位差及其频响一致性的影响，因此该方法对传声器以及传声器通道提出了较高的要求。再者，驻波管法要求待测试件的径向尺寸不能超过驻波管内径大小，因此其只适用于非常小的试件的隔声量测量。此外，驻波管的购置成本也较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种板件隔声能力测量装置，以解决上述背景技术中提出结构笨重、成本较高、操作复杂及板件隔声量测量时间过长的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种板件隔声能力测量装置，包括声源信号发生器和外部支架，所述声源信号发生器用于产生电信号，并将电信号传递给功率放大器；所述功率放大器用于放大声源信号发生器所发出的电信号，并将电信号通过扬声器转换成声信号传递到声学测试箱中；所述声学测试箱的空腔内壁贴有锡箔纸；所述声学测试箱的空腔内部中间位置活动安装有内部夹具，所述内部夹具上活动安装有内部传声器；所述声学测试箱上端活动安装有测试箱盖，所述测试箱盖的中间位置为测试样板预留了安装位置；所述外部支架为一铁制三角支架，具有一定的刚度，外部支架横杆上活动安装有外部传声器；所述内部传声器和外部传声器通过数据线与数据采集卡连接，所述数据采集卡用于采集内部传声器和外部传声器输出的声压信号，所述数据采集卡通过数据线与计算机相互连接，计算机控制测试过程、执行信号处理和数据存储。
优选的，所述声学测试箱、测试箱盖以及测试样板构成一个混响室。
优选的，所述声学测试箱的总体长、宽均为560mm，高为530mm，内部声学空腔长、宽、高均为400mm，箱体壁厚为30mm，四个正方体底座边长为100mm，且在声学测试箱底部预留有直径为105mm的圆孔，此孔径与扬声器的外部尺寸相配合。
优选的，所述声学测试箱所用材料为插接松木板，整个箱体为双层面板胶合加工，在加工过程中采用边对边拼合工艺，板四周经过气枪钉钉牢，箱体制作结束以后，在箱体空腔内壁粘贴锡箔纸。
优选的，所述内部传声器由内部夹具夹持在声学测试箱的空腔内部，其声学信号输入端对准扬声器，所述外部传声器由外部支架上的夹具安装在测试样板的正上方，其声学信号输入端对准测试样板，安装后的所述内部传声器和外部传声器的中心线应尽量保持重合，并垂直于测试样板表面，两个传声器的声学信号输入端与测试样板的距离应保持相等。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该板件隔声能力测量装置结构简单、操作方便、制作成本有限，其声学测试软件基于已有的声学测量原理，利用LABVIEW软件依次编写了声学数据采集模块、数据显示模块和数据分析模块，可实现声源激励下板件隔声能力的测量分析。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型测试箱体结构示意图；
图3为本实用新型测试箱盖板结构示意图；
图4为本实用新型LABVIEW程序结构功能示意图。
图中：1、声源信号发生器；2、功率放大器；3、扬声器；4、声学测试箱；5、内部夹具；6、内部传声器；7、测试样板；8、测试箱盖；9、外部支架；10、外部传声器；11、数据采集卡；12、计算机；13、数据线。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种板件隔声能力测量装置，包括声源信号发生器1、功率放大器2、扬声器3、声学测试箱4、内部夹具5、内部传声器6、测试样板7、测试箱盖8、外部支架9、外部传声器10、数据采集卡11、计算机12和数据线13，声源信号发生器1将电信号传递给功率放大器2，功率放大器2将电信号放大，并通过扬声器3将电信号转换成声信号再传递到声学测试箱4中，声学测试箱4的空腔内部中间位置活动安装有内部夹具5，内部夹具5上活动安装有内部传声器6，声学测试箱4的上端活动安装有测试箱盖8，测试箱盖8的中间位置活动安装有测试样板7，外部支架9的横杆上活动安装有外部传声器10，内部传声器6和外部传声器10通过数据线13与数据采集卡11连接，数据采集卡11通过数据线13与计算机12相互连接。此外，该装置所采用声源信号发生器1的型号为Minirator-MR2，所采用功率放大器2的型号为SWA100，所采用扬声器3的型号为M4N-Hiend，所采用内部传声器6与外部传声器10的型号为MPA418，所采用数据采集卡11的型号为NI-USB6210；
进一步的，声学测试箱4、测试箱盖8以及测试样板7构成一个混响室，在声学测试箱4底部预留直径为105mm的圆孔，此孔径与扬声器3的外部尺寸相配合，将扬声器3置于声学测试箱4底部开孔位置，使用螺丝拧紧固定；
进一步的，声学测试箱4所用材料为插接松木板，整个箱体为双层面板胶合加工，在加工过程中采用边对边拼合工艺，板四周经过气枪钉钉牢，箱体制作结束以后，在箱体空腔内壁粘贴锡箔纸，能加强声音在空腔中的混响效果；
进一步的，内部传声器6由内部夹具5夹持在声学测试箱4的空腔内部，其声学信号输入端对准扬声器3，用于采集测试样板7在测试箱内侧的瞬时声压，外部传声器10由外部支架9上的夹具安装在测试样板7的正上方，其声学信号输入端对准测试样板，用于采集测试样板7在测试箱外侧的瞬时声压；
进一步的，安装后的内部传声器6和外部传声器10的中心线应尽量保持重合，并垂直于测试样板7表面，两个传声器的声学信号输入端与测试样板7的距离应保持相等。
请参阅图4，本测量装置的数据测量与处理分析基于成熟的声学测量原理和LABVIEW软件编程实现，可实现声学数据采集、数据显示、数据分析和数据读取的功能。
数据采集：针对本测量装置的测量目的并结合信号采集的原理，LABVIEW软件测试程序中设置了2个通道进行数据采集。使用NI-USB6210数据采集卡采集信号，在测试程序中设置采样率为100kHz，每通道采样数为1000，采用差分输入，连续采样模式。
数据显示：LABVIEW的前面板是图形化的人机交互界面，由控制控件与显示控件组成。这些控件是VI的输入和输出端口。其中，控制控件是指输入装置，包括旋钮、按钮、转盘等，其作用是输入数据；显示控件是指显示装置，包括图表、指示灯等，其作用是对程序框图分析处理的数据进行显示。
数据分析：本测量程序将时域信号通过快速傅里叶分析转变成频域信号，在控件的左端接入的是时域信号，在其右端输出的是频域信号。经过快速傅里叶分析，可以得到采集信号的频率成分。
数据读取：在本测量程序中，需要读取的数据是隔声量，也即传声损失值，采用了人工读取方法，手动调节信号发生源的信号频率，待信号稳定后，读取传声损失值，记录在Excel表格中。
基于上述板件隔声能力测量装置的软、硬件平台，对一种板件的隔声量进行了实测。
测量前，首先将制作好的测试样板7安装于测试箱盖8的卡槽内，并在测试样板7的四周缝隙处填塞海绵等吸声材料；然后对声学测试箱4底部的扬声器3安装孔四周进行类似处理，填塞海绵等吸声材料以防止箱内声音由箱底传到外部，造成测量误差；最后将测量装置的其他硬件进行安装和连接。
测量时，由声源信号发生器1发出所需电信号，经功率放大器2放大电信号并传送给扬声器3；扬声器3将电信号转换成声信号再传递到声学测试箱4中；数据采集卡11分别采集测试样板7下方和上方的内部传声器6和外部传声器10测得的瞬时声压信号，并将此两路信号通过数据线13传送给计算机12；计算机12中编写的数据显示和分析程序对所采集的数据进行显示和分析，并输出相应的曲线。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种板件隔声能力测量装置，包括声源信号发生器（1）和外部支架（9），其特征在于：所述声源信号发生器（1）将电信号传递给功率放大器（2），所述功率放大器（2）将接收到的电信号放大，再传送给扬声器（3），所述扬声器（3）将电信号转换成声信号并传递到声学测试箱（4）中，所述声学测试箱（4）的空腔内部中间位置活动安装有内部夹具（5），所述内部夹具（5）上活动安装有内部传声器（6），所述声学测试箱（4）上端活动安装有测试箱盖（8），所述测试箱盖（8）的中间位置安装有测试样板（7），所述外部支架（9）的横杆上活动安装有外部传声器（10），所述内部传声器（6）和外部传声器（10）都通过数据线（13）与数据采集卡（11）连接，所述数据采集卡（11）通过数据线（13）与计算机（12）相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种板件隔声能力测量装置，其特征在于：所述声学测试箱（4）、测试箱盖（8）以及测试样板（7）构成一个混响室。
3.根据权利要求1所述的一种板件隔声能力测量装置，其特征在于：所述声学测试箱（4）的总体长、宽均为560mm，高为530mm，内部声学空腔长、宽、高均为400mm，箱体壁厚为30mm，四个正方体底座边长为100mm，且在声学测试箱（4）的底部预留有直径为105mm的圆孔，此圆孔孔径与所述扬声器（3）的外部尺寸相配合。
4.根据权利要求1所述的一种板件隔声能力测量装置，其特征在于：所述声学测试箱（4）所用材料为插接松木板，整个箱体为双层面板胶合加工，在加工过程中采用边对边拼合工艺，板四周经过气枪钉钉牢，箱体制作结束以后，在箱体空腔内壁粘贴锡箔纸。
5.根据权利要求1所述的一种板件隔声能力测量装置，其特征在于：所述内部传声器（6）由内部夹具（5）夹持在声学测试箱（4）的空腔内部，其声学信号输入端对准扬声器（3），所述外部传声器（10）由外部支架（9）上的夹具安装在测试样板（7）的正上方，其声学信号输入端对准测试样板（7），安装后的内部传声器（6）和外部传声器（10）的中心线应尽量保持重合，并垂直于所述测试样板（7）的表面，两个传声器的声学信号输入端与测试样板（7）的距离应保持相等。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: NANJING TAIYICHUANG ELECTRONIC CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: X2019320000127 Denomination of utility model: The invention discloses a plate sound insulation capability measuring device Granted publication date: 20190521 License type: Common License Record date: 20191018 Assignee: Nanjing Qizhi Control Technology Co.,Ltd. Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: X2019320000126 Denomination of utility model: The invention discloses a plate sound insulation capability measuring device Granted publication date: 20190521 License type: Common License Record date: 20191018 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Taixing Jiafeng Electronic Technology Co.,Ltd. Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: X2019320000208 Denomination of utility model: The invention discloses a plate sound insulation capability measuring device Granted publication date: 20190521 License type: Common License Record date: 20191107 |
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Granted publication date: 20190521 Termination date: 20211017 |
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