阻抗管法隔声量测试试样密封方法探究

2014-03-25郑子迎车汉生吴源伟

环境技术 2014年6期

郑子迎，车汉生，吴源伟

（威凯检测技术有限公司，广州 510663）

引言

目前常用的声学材料的隔声量测试法有混响室法和阻抗管法。混响法测量无规入射隔声量，对试验场地建设要求高，样品尺寸要求10㎡，阻抗管法测量法向入射隔声量，只需采用与阻抗管横截面一致的试样，适用于海绵、棉毡及测试频率处于质控控制区的软质薄板等内部没有与表面平行的声传播材料的法向入射隔声量测试[1]，因其占用场地小、样品尺寸小、测试操作容易等特点，阻抗管法广泛应用于基础研究和产品开发阶段。但阻抗管法不适用于产品的隔声性能的鉴定测试[1]。在阻抗管中隔声量测试测试过程中，试样的安装方式和试样与阻抗管之间的密封方式对测试结果影响较大，故样品制作应非常细致，裁样时采用专门的裁剪刀具进行制样[2]，使试样尺寸尽量接近阻抗管尺寸。在实际操作过程中，试样的尺寸会通常会存在一定的误差，需对试样的进行密封，以免漏声，导致测量结果不准。

1 测试方法介绍（见图1）

测试样品安装在试件安置管中，管中的平面波由激励源产生，信号可以是无规噪声、伪随机序列噪声或者线性调频脉冲。在前管中靠近样品的两个位置上测量声压，求得两个传声器信号的声压传递函数。并且在后管中靠近样品的两个位置测量声压，求得两个传声器信号的声压传递函数，用传递矩阵法计算试件的法向入射透射系数，根据法向入射透射系数计算法向入射隔声量。

本文采用的是B&K 4206型阻抗管，在B&K 7758软件平台上实现测试。采用的是四传声器法，即采用在固定位置上的4个传声器测量。见图2和图3。

本文采用两次测量法，即分别用末端开和闭两次测量。

图1 传声损失测试示意图

在每一次测量时，在管道的截止频率范围内，用双传声器法将测试样品前后的声场分别为左右传播的平面波，计算公式如下：

在每一次测量时，在管道的截止频率范围内，用双传声器法将测试样品前后的声场分解为左右传播平面波，计算公式如下：

式中，s1为传声器1、2的间距，s2为传声器3、4的间距，d1和d2分别为传声器2和传声器3与样品第一基准面的间距。为参考传声器到第i个传声器的传递函数。当参考传声器为四个传声器中的任意一个时在样品两面的声压和粒子速度有下面的关系

用两次测量的结果计算样品的传递矩阵：

计算法向投射系数τp：

法向入隔声量计算公式：

图2 100mm 阻抗管测试照片

图3 29mm 阻抗管测试照片

表1 隔声量测试数据

2 安装和密封方法介绍

2.1 样品安装方式

试样的安装管可以有很多种形式，例如：做成整体的事件安置管、可拆卸的试件安置管、内外套管的试件安置管。本文采用的是可拆卸的试件安置管。

样品应大小合适的安装在试件安置管内，不能过分受压，更不能装得太紧而鼓起来。如样品表面不平整或不规则，传声器位置应选得足够远，这样测得的传递函数才在平面波区域。样品四周的缝隙，需要采用密封剂密封。

表2 与无密封测试结果差值

2.2 密封方式

本文采用四种常用的密封方式分别为：硅橡胶、硅脂、医用胶布、真空密封泥，每种密封方式操作细节如下：

1）硅橡胶：在试样放入阻抗管前，沿着试样的厚度侧面均匀涂抹一层硅橡胶，将试样垂直塞入阻抗管中，检查试样与阻抗管接缝处，去除多余残留的硅橡胶。如果缝隙处仍有空缺，应在填补适量的硅橡胶，直至缝隙处完全填满。

2）硅脂：密封操作方式与硅橡胶一致。

3）医用胶布：先将试样按要求放入阻抗管，因为阻抗管为横截面为圆形，应将医用胶布裁剪成适当的圆弧形状，宽度3mm左右，将医用胶布紧贴试样与阻抗管的缝隙处，注意查看胶布与阻抗管和试样是否粘合。

4）真空密封泥：先将试样按要求放入阻抗管，将密封泥搓成细条状，在靠近透射侧，紧贴试样与阻抗管的缝隙处塞入细条型密封泥，并压实。此处需采用阻抗管陪套的钢性托垫，以防止在压紧密封泥的过程中，试样位置有变动。

3 结果分析

测试样品为一种隔音垫，厚度17mm，测得采用医用胶布、硅脂、真空密封泥、硅橡胶和无密封措施的情况下得到数据如表1所示，四种密封方式与无密封状态下法向隔声量差值如表2所示。

根据以上数据可以得:采用密封方式后，均比无密封测得隔声量大，其中硅橡胶密封方式测量值与无密封测量值差值最大，密封效果最好。在100mm管中，硅脂在低频部分优于医用胶布，在高频部分相反。在29mm管中，硅脂除两个频率段，其他均优于医用胶布，真空密封泥在29mm管的低频部分略优于医用胶布。整体评价，硅橡胶效果最好，硅脂略优于医用胶布，前三种密封方式均优于真空密封泥。