KR100327468B1 - 흡/차음 성능 테스트 장치 - Google Patents

흡/차음 성능 테스트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흡/차음 성능 테스트 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 시험관의 일측에 흡음재 시편이 배치되고, 타단에는 시험관 내부로 음파를 출력하는 스피커가 설치된다. 시험관의 중간 내부에는 테스트 용도에 따라 차음재 시편이 선택적으로 배치된다. 흡음 테스트시, 스피커로부터 출력되어 흡음재 시편으로 입사되는 입사파와 흡음재 시편에서 반사된 반사판의 음압을 측정하는 2개의 마이크로폰이 시험관 내부에 배치된다. 차음 테스트시에는, 차음재 시편으로 입사되는 입사파와 차음재를 통과한 투과파의 음압을 측정하는 마이크로폰 4개가 차음재 시편의 전후로 각각 2개씩 시험관 내부에 배치된다. 한편, 스피커에서 출력되는 음파를 발생시키고 각 마이크로폰에서 측정된 음압 수치로 흡음 성능과 차음 성능을 연산하는 컴퓨터가 구비된다. 즉, 컴퓨터에는 음파 발생부와, 각 마이크로폰에서 측정된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부, 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 테이터인 음파의 주파수를 입사파와 반사파 주파수로 분리하는 데이터 분리부 및 데이터 분리부에 의해 분리된 입사파와 분사파의 주파수 차이로 흡음 성능과 차음 성능을 연산하는 연산부가 일체로 구성된다.

Description

흡/차음 성능 테스트 장치{Appatatus for testing sound-absorbing capacity and sound-blocking capacity}
본 발명은 흡/차음 성능 테스트 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 흡음재와 차음재의 성능을 동시에 테스트할 수 있는 장치에 관한 것이다.
음파는 종파의 일종으로서, 발음체가 진동을 일으키면 그 주위의 공기가 밀리고 당겨지는 것에 의해 공기의 밀한 부분과 소한 부분이 발생되면서, 공기를 매질로 하여 전파된다. 공기의 밀한 부분과 소한 부분은 압력의 차이를 나타내고, 음파는 공기 압력의 변화에 의해 사람의 귀에 전달되는 것이다. 한편, 음파의 고저는 음파 진동수의 높고 낮음에 따라 결정된다.
이러한 특성을 갖는 음파는 그의 압력이 너무 높으면, 사람에게는 소음으로 작용하게 된다. 따라서, 높은 음파를 발생시키는 발음체를 갖는 설비나 외부로부터의 소음 전파를 차단해야 하는 건축물 등에는 흡음재와 차음재의 구비가 필수적이다. 음파를 흡수하는 흡음재와 음파의 유출을 차단하는 차음재는 전술된 바대로, 건축용 자재나 자동차의 내장재 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있다.
한편, 흡음재와 차음재는 그의 용도에 따라 적정한 기능을 갖고 있어야 한다. 즉, 외부 소음이 그다지 높지 않은 지역에 설치되는 건축물에 높은 성능을 갖는 흡음재와 차음재를 굳이 사용할 필요는 없고, 또한 높은 소음 저감 효과를 요구하는 자동차의 내장재에 성능이 낮은 흡음재와 차음재를 사용할 수는 없다.
그러므로, 흡음재와 차음재의 성능, 즉 음파를 흡수하는 성능과 음파의 전파를 차단하는 성능이 흡음재와 차음재의 재질에 따라 표시되어야 적정한 성능을 갖는 흡음재와 차음재를 선택할 수가 있게 된다.
이를 위해서, 흡음재와 차음재의 성능을 테스트하는 장치가 필요하고, 도 1에 종래의 흡음 성능 테스트 장치가 개략적으로 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 시험관(1)의 일단에는 흡음재 시편(2)이 설치되어 있고, 타단에는 음파를 시험관(1)내로 전파하는 스피커(3)가 설치되어 있다. 시험관(1)내에는 음파중 입사파와 흡음재 시편(2)에 반사된 반사판의 각 음압을 측정하는 2개의 마이크로폰(4)이 설치되어 있다. 한편, 증폭기(6)를 거쳐 스피커(3)로 전송되는 음파를 발생시키는 주파수 분석기(5)에 마이크로폰(4)에서 측정된 음압 데이터가 전송되어서 각 음압 수치의 주파수 분석이 행해진다. 주파수 분석기(5)의 데이터는 별도로 마련된 컴퓨터(7)에 입력된 연산 프로그램을 통해 연산되어서, 흡음재 시편(2)의 흡음 성능이 연산된다.
한편, 차음 성능 테스트 장치는 도시되지는 않았지만, 시험실 내부의 잔향실이 콘트리트로 둘러싸인 구조로 되어 있다. 잔향실내에는 스피커가 배치되어 있으며, 또 하나의 다른 잔향실에는 마이크로폰이 배치된 구조로 이루어져 있다.
이와 같이 구성되어서, 스피커를 통해 전파된 음파중 차음재를 통과한 음파가 마이크로폰에 의해 측정되고, 측정된 음파의 음압 수치가 주파수 분석기를 통해 분석되어서, 차음 성능이 측정되도록 되어 있다.
그런데, 종래의 각 테스트 장치는 흡음재의 성능만 측정이 가능하였다. 또한, 흡음재와 차음재의 성능을 모두 측정하기 위해서는, 반드시 잔향실이라는 고가의 방을 건축하고, 여기에 필요한 장비들을 구입해야만 가능하였다.
특히, 종래의 각 테스트 장치는 주파수 분석기라는 계측 장비가 반드시 필요하였다. 그런데, 주파수 분석기는 매우 고가이기 때문에, 흡음재와 차음재 성능 테스트를 위해서는 고가의 설비 투자비가 요구되었다.
아울러, 종래에는 주파수 분석기에서 분석된 데이터를 다시 컴퓨터에 입력된연산 프로그램을 통해 연산하여 성능 테스트가 완료되므로, 성능 테스트 방법이 매우 불편하였다.
따라서, 본 발명은 종래의 테스트 방식이 안고 있는 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 하나의 장치로 흡음 성능과 차음 성능을 동시에 테스트할 수 있음과 아울러 주파수 분석기와 같은 별도의 계측 장비를 사용하지 않아도 테스트가 가능하도록 하여, 설비 투자비를 획기적으로 절감할 수 있으면서 테스트도 간단해지는 흡/차음 성능 테스트 장치를 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 종래의 흡음 성능 테스트 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차음 성능 테스트 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 장치의 주요부인 컴퓨터내의 각 구성요소를 나타낸 블럭도.
도 4는 흡음 성능만을 테스트하기 위한 장치를 나타낸 도면.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
10 ; 시험관 20 ; 스피커
30,31 ; 마이크로폰 40 ; 컴퓨터
41 ; 음파 발생부 44 ; 아날로그/디지털 변환부
45 ; 데이터 분리부 46 ; 연산부
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 흡/차음 성능 테스트 장치는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.
시험관의 일측에 흡음재 시편이 배치되고, 타단에는 시험관 내부로 음파를 출력하는 스피커가 설치된다. 시험관의 중간 내부에는 테스트 용도에 따라 차음재 시편이 선택적으로 배치된다. 흡음 테스트시, 스피커로부터 출력되어 흡음재 시편으로 입사되는 입사파와 흡음재 시편에서 반사된 반사판의 음압을 측정하는 2개의 마이크로폰이 시험관 내부에 배치된다. 차음 테스트시에는, 차음재 시편으로 입사되는 입사파와 차음재를 통과한 투과파의 음압을 측정하는 마이크로폰 4개가 차음재 시편의 전후로 각각 2개씩 시험관 내부에 배치된다.
한편, 스피커에서 출력되는 음파를 발생시키고 각 마이크로폰에서 측정된 음압 수치로 흡음 성능과 차음 성능을 연산하는 컴퓨터가 구비된다. 즉, 컴퓨터에는 음파 발생부와, 각 마이크로폰에서 측정된 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부, 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 테이터인 음파의 주파수를 입사파와 반사파 주파수로 분리하는 데이터 분리부 및 데이터 분리부에 의해 분리된 입사파와 분사파의 주파수 차이로 흡음 성능과 차음 성능을 연산하는 연산부가 일체로 구성된다.
상기된 본 발명의 구성에 의하면, 컴퓨터내에 음파 분리부와 연산부가 일체로 구성되어서, 별도의 계측 장비없이 마이크로폰에서 측정된 음압 수치가 음파 분리부에 의해 입사파와 반사파로 분리된 후 연산부에서 입사파와 반사파의 주파수가 측정되므로써, 흡음 성능과 차음 성능이 측정된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차음 성능 테스트 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 장치의 주요부인 컴퓨터내의 각 구성요소를 나타낸 블럭도이며, 도 4는 흡음 성능만을 테스트하기 위한 장치를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차음 성능 테스트 장치는 흡음재(A)와 차음재 시편(B)이 배치되는 시험관(10)과, 시험관(10)내로 음파를 출력하는 스피커(20)와, 음파의 압력을 측정하는 총 4개의 마이크로폰(30,31) 및 음파를 발생시킴과 아울러 측정된 음압으로 차음 성능을 연산하는 프로그램이 입력된 컴퓨터(40)로 구성된다.
시험관(10)의 우측에는 흡음재(A)가 배치되고 좌측에는 스피커(20)가 배치된다. 시험관(10)의 중간에 차음재 시편(B)이 배치된다. 따라서, 스피커(20)에서 출력된 음파는 차음재 시편(B)을 일부 투과하게 된 후 흡음재(A)에 입사된다. 4개의마이크로폰(30,31)은 시험관(10) 내부에 배치되어서, 음압을 측정하게 된다. 특히, 2개의 마이크로폰(30)은 스피커(20)와 차음재 시편(B) 사이에 배치되고, 나머지 2개의 마이크로폰(31)은 차음재 시편(B)과 흡음재(A) 사이에 배치된다. 컴퓨터(40)는 스피커(20)로 음파를 전송함과 아울러 각 마이크로폰(30,31)에서 측정된 데이터를 입력받게 된다.
특히, 본 발명에 따르면 주파수 분석기와 같은 별도의 계측 장비없이 컴퓨터(40)에서 흡음 성능과 차음 성능이 동시에 연산된다. 이를 위해, 컴퓨터(40)에는 각종 구성요소가 입력되는데, 도 3에 컴퓨터(40)에 입력된 구성요소가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터(40)내에는 음파 발생부(41)가 구비된다. 음파 발생부(41)에서 발생된 음파는 디지털 증폭부(42)에 의해 증폭된 후, 사운드 카드(43)를 거쳐 스피커(20)로 전송된다.
한편, 마이크로폰(30,31)에서 측정된 음압은 아날로그 데이터이므로, 이 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(44)가 컴퓨터(40)에 구비된다. 아날로그/디지털 변환부(44)에서 변환된 디지털 데이터는 입사파와 반사파가 혼합된 데이터이므로, 이 혼합 데이터가 데이터 분리부(45)에 의해 입사파와 반사파로 분리된다. 여기서, 데이터 분리부(45)가 행하는 입사파와 반사파 데이터를 분리하는 기술은 여러 학술 논문에 발표된 기술로서, 본 발명에서는 그러한 기술을 흡음 성능과 차음 성능 측정에 응용한 것이다. 분리된 데이터는 연산부(46)에 의해 연산되어, 입사파와 반사판의 각 주파수가 측정되고, 측정된 주파수 차이에 의해 흡음 성능과 차음 성능이 연산된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 장치로 흡음 성능과 차음 성능을 테스트하는 동작을 상세히 설명한다.
음파 발생부(41)에서 발생된 음파는 디지털 증폭부(42)에 의해 증폭된 후, 사운드 카드(43)를 거쳐서 스피커(20)로 전송된다. 스피커(20)에서 출력된 음파가 먼저 차음재 시편(B)에 입사되는데, 이 입사파의 음압이 앞쪽에 배치된 2개의 마이크로폰(30)에 의해 측정된다. 차음재 시편(B)에 입사된 음파중 일부는 차음재 시편(B)에 의해 차단되고 나머지 음파만이 차음재 시편(B)을 투과하게 된다. 투과된 투과파가 뒤쪽에 배치된 2개의 마이크로폰(31)에 의해 측정된다. 각 마이크로폰(30,31)에서 측정된 입사파와 투과파의 음압이 컴퓨터(40)로 입력되어 처리되는데, 그 처리 과정을 후술한다.
한편, 투과파는 흡음재(A)에 입사되므로, 이 투과파는 흡음재(A)에 대해서는 입사파가 된다. 흡음재(A)에 입사된 입사파중 일부는 흡음재(A)에 흡수되고 나머지만이 반사된다. 반사된 반사파의 음압이 2개의 마이크로폰(31)에서 측정된 후, 마찬가지로 컴퓨터(40)로 입력된다.
각 마이크로폰(30,31)에서 측정된 음압은 아날로그/디지털 변환부(44)에 의해 디지털 데이터로 변환된다. 변환된 디지털 데이터중 차음재 시편(B)의 입사파와 투과파의 음압에 해당하는 데이터가 바로 연산부(46)에서 연산처리되므로써, 입사파와 투과파의 주파수가 측정된다. 당연히, 차음재 시편(B)을 투과한 투과파의 음압 수치는 입사파의 음압 수치보다 낮으므로, 서로간의 음압 차이로 차음재시편(B)의 차음 성능이 측정된다.
한편, 흡음 성능을 테스트하려면, 도 4와 같이 차음재 시편(B)을 시험관(10)에서 제거하고 또한 2개의 마이크로폰(30)도 제거하여, 흡음재 시편(A)에 입사된 입사파와 반사판만을 데이터로 하여 연산 처리하면, 흡음재 시편(A)의 흡음 성능만이 측정된다.
상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 음파의 데이터가 별도의 계측 장비를 거치지 않고 컴퓨터내에서 직접 처리되어 흡음 성능과 차음 성능이 측정된다. 따라서, 흡음 성능과 차음 성능 테스트를 위한 설비 투자비를 획기적으로 절감시킬 수가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

  1. 일측에 흡음재 시편이 배치되고, 중간부에는 차음재 시편이 선택적으로 배치되는 시험관;
    상기 시험관의 타측에 배치되어, 상기 시험관 내부로 음파를 출력하는 스피커;
    상기 시험관내의 상기 스피커와 상기 차음재 시편 사이에 배치되어, 상기 스피커에서 출력되어 차음재 시편에 입사되는 입사파의 음압을 측정하는 제 1 마이크로폰,
    상기 차음재 시편과 상기 흡음재 시편 사이에 배치되어 상기 차음재 시편을 투과하여 상기 흡음재 시편에 입사되는 투과파 및 흡음재 시편에서 반사된 반사파의 각 음압을 측정하는 제 2 마이크로폰; 및
    상기 스피커에서 출력되는 음파를 발생시키고, 상기 마이크로폰에서 측정된 음압을 처리하여 흡음 성능과 차음 성능을 연산하는 컴퓨터를 포함하고,
    상기 컴퓨터는 음파 발생부; 상기 마이크로폰에서 측정된 음압 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환부; 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 데이터를 투과파와 반사파용으로 각각 분리하는 데이터 분리부; 및 상기 데이터 분리부에서 분리된 데이터로 상기 입사파와 투과파 및 반사파의 주파수별 음압 수치를 측정하여, 서로간의 주파수별 음압 수치 차이로 흡음 성능과 차음 성능을 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡/차음 성능 테스트 장치.
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