СТЕНД ДЛЯ АКУСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЗВУКОПОГЛОТИТЕЛЕЙ
ACOUSTIC TESTING BENCH FOR SOUND ABSORBERS

Изобретение относится к испытательному оборудованию.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является стенд по патенту РФ №91540, В06В 1/00 от 07.12.2009 г., содержащий основания, защищаемый объект, измерительную аппаратуру и генераторы вибрационных и акустических воздействий (прототип).
Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие возможности испытаний многомассовых систем и сравнительно невысокая точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями объекта.
Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний звукопоглотителей путем стендовых исследований с последующей обработкой на компьютере.
Это достигается тем, что в стенде для акустических испытаний звукопоглотителей, содержащем металлический корпус со съемной передней крышкой, стенки которого облицованы исследуемым звукопоглотителем, на днище корпуса через упругодемпфирующую прокладку установлен регулируемый источник шума, причем регулировка осуществляется по громкости звука и частоте сигнала с помощью усилителя мощности сигнала и осциллографа, а на расстоянии 1 м от крышки корпуса закреплен микрофон, сигналы уровней звукового давления от которого поступают на анализатор спектра частот, а затем на компьютер для обработки полученной информации.
На фиг. 1 представлена схема стенда, на фиг. 2 - схема исследуемой шумопоглощающей облицовки; на фиг. 3 - характеристики звукопоглощающих облицовок.
Стенд для акустических испытаний звукопоглотителей (фиг. 1) содержит металлический корпус 1 (толщиной 3 мм) со съемной передней крышкой (на фото крышка снята), стенки и потолок которого облицованы исследуемым звукопоглотителем 2. На днище корпуса 1 через упругодемпфирующую прокладку 8 установлен регулируемый источник шума 3. Причем регулировка осуществляется по громкости звука (интенсивности) и частоте сигнала с помощью усилителя 5 мощности сигнала и осциллографа 6. Металлический корпус 1 установлен на жестком основании 7. Возможен вариант проведения исследований с установкой корпуса 1 на основании 7 через упругодемпфирующие прокладки (на чертеже не показано).
На расстоянии 1 м от крышки корпуса 1 закреплен микрофон 4, сигналы уровней звукового давления от которого поступают на анализатор спектра частот 9, затем на компьютер 10 для обработки полученной информации.
Исследуемая шумопоглощающая облицовка состоит из жесткого каркаса 11, который через воздушный промежуток 12 связан со звукопоглощающим материалом 13, который защищен перфорированным листом 14 с акустически прозрачной пленкой.
В качестве исследуемых звукопоглощающих материалов были использованы: акмигран, пенополиуретан, маты супертонкого базальтового волокна и другие звукопоглотители.
На фиг. 3 представлены исследуемые характеристики звукопоглощающих облицовок: 15 - плита «Акмигран»; 16 - то же, с воздушным промежутком 200 мм; 17 - маты супертонкого базальтового волокна толщиной 50 мм.
Стенд для акустических испытаний звукопоглотителей работает следующим образом.
Сначала устанавливают в корпусе 1 исследуемый звукопоглотитель 2, затем через упругодемпфирующую прокладку 8 - регулируемый источник шума 3 и закрывают его съемной передней крышкой, также облицованной исследуемым звукопоглотителем 2. Возможен вариант испытаний с крышкой, не облицованной звукопоглотителем, а также испытания с корпусом 1 и крышкой разной толщины и из различных акустических материалов.
p
Затем устанавливают и настраивают микрофон 4, настраивают с помощью источника шума 3 требуемый уровень звукового давления и производят запись уровней звукового давления с помощью анализатора спектра частот 9, а затем сигнал поступает на компьютер 10 для обработки полученной информации. Затем на основании полученных спектров уровней звукового давления подсчитывают характеристики звукопоглотителя и определяют уровни звуковой мощности L.
p
cp
2
Уровень звуковой мощности L определяют по результатам измерений среднего уровня звукового давления L на измерительной поверхности S, м, за которую обычно принимают площадь полусферы (фиг. 4), т.е.:
2
2
0
где S=2πr; r - расстояние от центра источника до точек измерений; S=1 м.
pA
Таким же образом определяется корректированный уровень звуковой мощности L:
Acp
где L - средний уровень звука на измерительной поверхности.
min
np
Величины снижения уровней звукового давления могут быть определены только в зоне отраженного звукового поля (когда r≥r)
2
2
1
где В - постоянная каюты судна до его акустической обработки, м; В - постоянная помещения после его акустической обработки, м, которая определяется по формуле
1
общ
обл
общ
1
где A=α(S-S) - эквивалентная площадь звукопоглощения поверхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; α=B/(B+S) - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки; α - средний коэффициент звукопоглощения акустически обработанного помещения, определяемый соотношением
где ΔА - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки или штучными звукопоглотителями, определяемого по формуле
обл
где α - реверберационный коэффициент звукопоглощения конструкции облицовки;
обл
шт
2
2
δ - площадь этой конструкции, м; А - эквивалентная площадь звукопоглощения одного штучного поглотителя, м; n - количество штучных звукопоглотителей в помещении.
2. Величина снижения уровня звукового давления ΔL зависит от соотношения между прямым звуком, приходящим непосредственно от источника шума, и звуком отраженным и рассчитывается по формуле
обл
где L - уровень звукового давления в расчетной точке до акустической обработки помещения, дБ; L - уровень звукового давления в расчетной точке после акустической обработки помещения, дБ.
Возможен вариант, когда для исследования эффективности акустического потолка, облицованного звукопоглотителем 2, с боковых стенок металлического корпуса 1 снимается звукопоглотитель 2, а эффективную часть регулируемого источника шума 3 направляют на потолочную часть корпуса 1 и включают его, последовательно изменяя громкость звука и частоту сигнала, затем с микрофона 4 подают сигналы (на чертеже не показано) на усилитель мощности, например тензометрический, а с него подают сигналы на осциллограф и записывают осциллограммы уровней звукового давления, по которым определяют эффективность акустического потолка.