[发明专利]一种测量声学覆盖层高频法向反射系数的装置及方法

权利要求书

1.一种测量声学覆盖层高频法向反射系数的装置，其特征在于：包括罐体、加压泵、第一扫描机构、第二扫描机构、声源、水听器，所述罐体包括圆柱结构、设置在圆柱结构一端的球形封头、设置在圆柱结构上端外表面的椭球形封头，所述圆柱结构的另一端是敞口且端部设置有法兰，支架通过螺栓与法兰连接且在支架与螺栓之间设置有声学覆盖层，所述罐体内表面均匀设置有吸声尖劈，所述加压泵通过加压管与罐体上设置的进水加压阀连接，所述第一扫描机构包括设置在椭球形封头内的导轨一、安装在导轨一上并可在导轨一上运动的步进电机一、与步进电机一连接的步进电机二、安装在步进电机二输出端上的导轨二，导轨二的端部连接有连接杆一，声源设置在连接杆一的端部；

所述第二扫描机构包括安装在椭球形封头内的导轨三、安装在导轨三上并可在导轨三上运动的步进电机三、安装在步进电机三上的步进电机四、安装在步进电机四输出端上的导轨四、安装在导轨四上的步进电机五、与步进电机五输出端连接的导轨五，导轨五的端部设置有连接杆二，水听器设置在连接杆二的端部。

2.根据权利要求1所述的一种测量声学覆盖层高频法向反射系数的装置，其特征在于：所述吸声尖劈包括至少三个成列布置的橡胶球，且橡胶球的直径沿着远离罐体内表面的方向逐渐减小。

3.一种测量声学覆盖层高频法向反射系数的方法，其特征在于：包括权利要求1和2任意一种测量声学覆盖层高频法向反射系数的装置，步骤如下：

第一步：将声源固定在第一扫描机构上，水听器固定在第二扫描机构上；

第二步：将吸声尖劈安装在罐体的内部，将椭球形封头封闭，记录此时声学覆盖层底面的位置，假设为0，并记录罐体的内径R，测量球形声源的半径R’；

第三步：连接加压泵，缓慢加压直至声学覆盖层变成球冠形，停止加压、保持压力，记录声学覆盖层底面的位置L，得到声学覆盖层所形成球冠对应的半径r，r＝L/2+R²/2/L，且r＝nR’，n0，n为整数；

第四步：通过第一扫描机构调整声源位于罐体的中轴线上，且与声学覆盖层底面的距离为r；

第五步：通过第二扫描机构调整水听器的位置，使之与声学覆盖层法向距离为d₁，由声源发射连续声波，记录此时水听器接收的声压为P₁，同步记录匹配声源的功率放大器的监视输出信号，由声源的发射声源级计算得到其辐射的声压P₁’；对水听器的声压P₁和声源辐射的声压P₁’进行傅里叶变换和互谱运算，得到P₁和P₁’的相位差θ；

第六步：假设声学覆盖层法向复反射系数为|c|e^jφ，且有：

式中：k为波数；

计算声学覆盖层的法向复反射系数；通过在不同空间位置处移动水听器，就能够得到声学覆盖层的平均法向反射系数；

第七步：如果测试过程中发现P₁特别小或为零值，则需要移动水听器，减少水听器与声学覆盖层之间的距离d₁，接着重复第五步、第六步的过程。