[发明专利]利用脉冲声源和PU探头测量吸声系数的设备及方法

权利要求书

1.利用脉冲声源与声压-质点速度（PU）探头测量吸声系数的设备，由可伸缩式支架、声压-质点速度探头、脉冲声源、探头安装槽、声源插槽、锁紧旋钮、手柄组成，其特征在于：声压-质点速度探头和脉冲声源安装在可以调节长度的支架上，可伸缩式支架开有导槽，伸缩杆插在可伸缩式支架的导槽内，手柄固定连接在可伸缩式支架的背面，伸缩杆从可伸缩式支架左端伸出，可伸缩式支架左端有锁紧旋钮对伸缩杆限位，可伸缩式支架右端端头为声源插槽，伸缩杆端头有探头安装槽，声压-质点速度探头与探头安装槽固定连接，脉冲声源与声源插槽固定连接。

2.利用脉冲声源与声压-质点速度（PU）探头测量吸声系数的方法，其特征在于具体的测量步骤如下：1）将声压-质点速度探头装入探头安装槽内，将脉冲声源安装在声源插槽内并紧固；

2）连接好声源的电源，声压-质点速度探头数据线及数据采集设备；

3）放松锁紧旋钮，根据测量需要调节可伸缩式支架的长度，然后旋紧锁紧旋钮；

握紧手柄，或通过其它稳定的支架类设备（如三脚架）固定；

使声压-质点速度探头与被测材料保持适当的距离；

4）控制声源开关，即可测量；镜像源模型是基于平面波反射的假设，即需要满足点声源到材料的距离大于波长，将待测材料放置在硬地面上，声压-质点速度探头放置在材料的上侧，距离待测材料的距离为                                                ，距离地面的高度为，材料的厚度为，点声源距离声压-质点速度探头的水平距离为，距离材料表面的垂直距离为；

5）声压-质点速度探头接收到的总声压包括直达声和材料的反射声，当声源距离样品的距离大于声源的波长时，接收点的总声压为：

                 

式中，为声源的振幅，为角频率，为波数，为声波的传播速度，为材料的反射系数，，分别为点声源和镜像点声源距离声压-质点速度探头的直线距离；接收点的质点振动速度为：

  

式中分别为声源S、其镜像声源和探头的连线与地面法向的夹角，为空气密度，为时间；

由和则可以得到声阻抗率：

          

进一步得到声压反射系数：

                   

当声压-质点速度探头位置非常接近材料表面时，有，；

方程4可写为：

                   

由于该镜像源模型基于平面波这个假设，即要求足够大，方程5可以进一步简化为：

                            

将声阻抗率写成声阻和声抗率的关系，，为声阻率，为声抗率，则反射系数绝对值的平方可写成：

                 

从而得到材料的吸声系数为：     

                       。