基于虚拟仪器的脉冲法隔声测试技术研究

    隔声测量是对隔声构件隔声量的测量，总体上可以分为三大类: 混响室法、阻抗管法( 或者驻波管法)和自由场法。其中，混响室法已成为标准测量方法［1］，而阻抗管法也已有相应的商业产品 ( 如B＆K4206T)［2 －4］，这两种方法是应用较为广泛的实验室方法。但混响室法需要专门的实验场地，而且所需实验样品面积较大，不具有普及性。阻抗管法具有较高的自动化程度，但其对传声器响应一致性要求较高，而且样品与管壁之间不能留有缝隙，管子末端的吸声尖劈对隔声量的测试会带来较大的误差［3］。相比较而言，自由场法对于测试场地的要求较低，测试原理简单，在实际应用中可以更多地用于现场测试［5］。而自由场法需要持续时间较短的脉冲，以便透射波和边缘衍射波可以很好地分离。在文献［6］中对方波脉冲、阻尼衰减正弦和随机噪声脉冲分别进行了研究。文献［7］中采用了随机噪声脉冲进行了铝板的隔声测试，并利用了时域脉冲分离技术，使得透射脉冲波和边缘衍射脉冲波得以分离，但由于随机脉冲波形的不规则性，使得二者的分离并不容易。

    笔者通过文中所述的方法在半消声室环境内产生了具有良好波形的 Butterworth 宽频脉冲( 该脉冲持续时间较短，仅为 1 ms 左右) ，利用时域分离使得透射波和边缘衍射波较好地分离。另外，由于采用了时域多次平均技术，使得测试环境的信噪比较高。

    1 自由场测试原理

    隔声量又称传声损失，其测量原理为: 假设试件前的入射声强为 Ii，试件后的透射声强为 It，则声强透射系数

    传声损失为

    因此，只要测得入射声压和透射声压即可得到试件的隔声量。而在实际测试时不可避免的问题是，当将传声器置于试件前时，会同时采集到入射波和经由试件表明的反射波( 见图 1) 。为了解决这个问题，文献［8］中采用了脉冲叠加法，分别测试了在自由场条件下有无样本时的声压，在时域内利用相减的方法得到了入射波。

    在文献［9］中对于点声源入射时的隔声量测试进行了深入研究，认为在自由场中平面波入射条件下，隔声障板的隔声量和插入损失是相等的。因此，在系统布放满足远场的条件下，可以通过测量试件的插入损失直接得到隔声量。

    2 测量系统及过程

    2． 1 测量系统介绍

    本测试系统采用 LabWindows/CVI 语言编程，主要完成脉冲声信号的生成以及采集功能。该系统所有采信号均经过了多次时域平均，可在最大程度上提高测试时的信噪比。系统硬件部分主要包括 NationalInstruments DAQCard-6062E 数据采集卡( 最高采样速率为 500 kS/s) ，以及 NI BNC2090 适配器。为了能够测量较低频率，扬声器采用惠威 Hi-viSS6． 5R 中低频扬声器，使用的功放为 B＆K2716c 型功率放大器，信号调理器为声望公司 BSWA MC1016 信号调理器，传声器则采用该公司的 ICP 型传声器 MP201。测量系统界面如图 2 所示。