[发明专利]一种基于驻波管和吸声材料的矢量传感器校正方法

说明书

本发明提出一种基于驻波管和吸声材料的矢量传感器校正方法，利用两个声压传感器与吸声材料，计算得到材料表面阻抗与频率相关的光滑曲线图，由于矢量传感器测试得到的数据也需要通过灵敏度进行换算才可以得到表面阻抗，因此，通过声压传感器计算的光滑表面阻抗曲线图就可以快速测量得到矢量传感器的声压幅值灵敏度、质点振速幅值灵敏度以及相对相位灵敏度曲线，避免了现有方法中测得的灵敏度曲线会产生奇异值点的问题。

技术领域

本发明涉及声学测量技术领域，具体为一种基于驻波管和吸声材料的矢量传感器校正方法。

背景技术

矢量传感器作为一种新型传感器，可以共点测量声压与质点振速，从而获得全面的声场信息。基于矢量传感器来获得正确的声场信息的声学测量中，一个关键因素是矢量传感器的校准。目前矢量传感器的灵敏度校正技术一般是基于消声室测量和驻波管测试。基于消声室测量手法，需要昂贵的声学测量室并测量得到的低频灵敏度精度差，不能快速方便的对材料进行测试校准。

已知的驻波管校准方法中，申请公布号为CN 110312196 A名为一种声矢量传感器灵敏度测量装置及系统的发明专利中，利用不同位置孔处测得的数据来计算声压、质点振速以及二者相对相位灵敏度曲线图，在这种方法中，声压灵敏度计算公式为：质点振速灵敏度计算公式为其中，k为波数，与频率相关，导致这样测得的灵敏度曲线会产生奇异值点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种基于驻波管和吸声材料的矢量传感器校正方法，利用两个声压传感器与吸声材料，计算得到材料表面阻抗与频率相关的光滑曲线图，由于矢量传感器测试得到的数据也需要通过灵敏度进行换算才可以得到表面阻抗，因此，通过声压传感器计算的光滑表面阻抗曲线图就可以快速测量得到矢量传感器的声压幅值灵敏度、质点振速幅值灵敏度以及相对相位灵敏度曲线，避免了现有方法中测得的灵敏度曲线会产生奇异值点的问题。

本发明的技术方案为：

所述一种基于驻波管和吸声材料的矢量传感器校正方法，包括以下步骤：

步骤1：搭建校正装置：

所述校正装置包括驻波管，在驻波管一端安装扬声器，在驻波管另一端放置吸声材料，在驻波管管壁距吸声材料表面l的位置处安装矢量传感器以及2号声压传感器，在驻波管管壁距距吸声材料表面l+d的位置处安装1号声压传感器；

步骤2：通过扬声器产生白噪声信号，利用两个声压传感器测量矢量传感器所在位置处的声阻抗Z；

步骤3：根据阻抗值Z与2号声压传感器测量的声压值p_ref2，计算矢量传感器所在位置处的参考质点振速u_ref：

步骤4：根据矢量传感器测试的声压值p_pu与2号声压传感器得到的声压值p_ref2计算声压幅值灵敏度S_p，绘制声压灵敏度曲线：

根据矢量传感器所在位置处的参考质点振速u_ref与矢量传感器测试得到的质点振速值u_pu计算质点振速幅值灵敏度S_u，绘制质点振速灵敏度曲线：

步骤5：由p_ref2与u_ref计算得到理论的声压与质点振速的相对相位值

由p_pu与u_pu计算测试的声压与质点振速相对相位

由与计算得到矢量传感器相对相位校准值绘制相对相位灵敏度曲线：