一、 駐波管
駐波管原理介紹
吸聲系數(shù)是描述吸聲材料吸聲本領(lǐng)的物理量，它被定義為：被吸聲材料吸收的聲能和入射聲能之比，通常用符號(hào)a表示。用駐波管法測(cè)量材料垂直吸聲系數(shù)簡(jiǎn)單而且經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)代聲學(xué)測(cè)量用的駐波管結(jié)構(gòu)參見(jiàn)下圖，其主要部分是一根內(nèi)壁光滑，截面均勻的管子，管子的末端裝以被測(cè)材料的樣品，由揚(yáng)聲器向管子輻射的聲波在管中以平面波方式傳播，理論上可以證明，如故管中聲波傳播的頻率與管子橫截面幾何尺寸滿足下列關(guān)系時(shí)，則只有沿管軸傳播的平面波。
f<(1.84/π)*(C0/D) (對(duì)于圓管)
f<C0/2L (對(duì)于方管)
式中D為圓管直徑；L為方管邊長(zhǎng)；C0為空氣中的聲成速。
平面波在材料表面反射回來(lái)，其結(jié)果是在管中建立了駐波聲場(chǎng)，從材料表面算起管中出現(xiàn)了聲壓極大和極小的交替分布，利用可移動(dòng)的探管傳聲器接收，在測(cè)試儀器上測(cè)出聲壓極大與極小的聲級(jí)差（或極大值與極小值的比值）便可確定垂直入射吸聲系數(shù)。雖然音頻信號(hào)源輸給揚(yáng)聲器的是單頻電信號(hào)，但揚(yáng)聲器發(fā)出的并不一定是純音，所以在接收端必須進(jìn)行濾波才能除去不必要的高次諧波分量。由于要滿足在管中傳播的聲波為平面波和必要的聲壓極大值、極小值數(shù)目，常設(shè)計(jì)有低、中、高頻三種尺寸和長(zhǎng)度的祝波管，分別適用于不同的頻率范圍。
駐波管裝置介紹
一、 駐波管裝置如圖：
1 2 3 4 5
1 被測(cè)材料管（試件筒） 2 駐波管（L、S兩種） 3 音箱 4 探測(cè)小車 5 導(dǎo)軌
圖（四）
二、 L管：Ф96x1000 (mm) 頻率范圍：90Hz~2075Hz
S管：Ф30x350 (mm) 頻率范圍：1500Hz~6641Hz
三、導(dǎo)軌標(biāo)尺長(zhǎng)度：1000mm
最小刻度： 1mm
四、音箱功率：10W 阻抗：6Ω（即最大輸入電壓約7V）
五、駐波管測(cè)試頻率規(guī)定：
F<(1.84/π)*(C0/D) (對(duì)于圓管)
F<C0/2L (對(duì)于方管)
其中C0為空氣中的聲速，D為圓管直徑，L為方管邊長(zhǎng)。
六、吸聲系數(shù)的計(jì)算公式：
a = (4*10^(L/20))/((1+10^(L/20))^2)
其中L為聲壓級(jí)的峰值和谷值之差。參閱南京大學(xué)聲學(xué)研究所電聲專業(yè)強(qiáng)化班教材《音頻聲學(xué)測(cè)量》。
配套大小駐波管的更換
由于本儀器配套的大管內(nèi)徑為96mm，小管內(nèi)徑為30mm．所以對(duì)于大管的頻率測(cè)量上限約為2075Hz，小管的頻率測(cè)量上限約為6641Hz。所以對(duì)于各個(gè)頻段的吸聲系數(shù)的測(cè)量需要更換相應(yīng)的駐波管。按如下步驟更換大小管：
1、 將小車（滑塊）移動(dòng)到導(dǎo)軌的末端。
2、 擰下駐波管與音箱連接的螺釘，取消下駐波管。
3、 對(duì)于大管，取下探管上的支架，然后安裝小管。
4、 對(duì)于小管，在探管上安裝支架，然后安裝大管。
二、測(cè)量軟件
設(shè)備連接如下圖
1. 軟件使用
1.1按照正確的方式連接儀器、功放、駐波管后，在打開(kāi)軟件之前先將信號(hào)發(fā)生器打開(kāi)并打開(kāi)功放，軟件初次打開(kāi)界面如下：
只有啟動(dòng)按鈕有效，發(fā)聲部分也是不可用狀態(tài)。當(dāng)點(diǎn)擊啟動(dòng)后，開(kāi)始分析，各鍵方才有效。如下圖：
參數(shù)設(shè)置界面如下圖：
可以在此設(shè)置前端通道的參數(shù)。與駐波管搭載使用測(cè)吸聲系數(shù)時(shí)，量程選擇接近的量程，前置供電選擇4mA穩(wěn)流源，靈敏度級(jí)可根據(jù)出廠報(bào)告設(shè)置（也可重新校準(zhǔn)修改靈敏度級(jí)使1kHz處顯示93.8dB），頻率計(jì)權(quán)選擇Z計(jì)權(quán)，采樣頻率建議設(shè)置48K。輸入通道默認(rèn)為通道1，不可修改。
點(diǎn)擊數(shù)據(jù)記錄記錄峰谷值信息，輸入游標(biāo)信息后，根據(jù)峰谷值選擇最大最小值，點(diǎn)擊確定即可將本次的信息保存在下方對(duì)應(yīng)頻率點(diǎn)處。參考下圖：
1.2由上面的圖所示，本系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分為測(cè)量部分，一部分是控制發(fā)聲部分。分別介紹如下：
測(cè)量部分：
測(cè)量部分又分為測(cè)量控制按鈕和測(cè)量顯示量部分，
測(cè)量控制按鈕：系統(tǒng)初始化時(shí)，只有啟動(dòng)測(cè)量按鈕使能，其他按鈕成灰色。
啟動(dòng)測(cè)量：開(kāi)啟系統(tǒng)采集的功能，同時(shí)開(kāi)啟系統(tǒng)的頻譜分析，此時(shí)在系統(tǒng)的頻譜圖顯示部分顯示頻譜的柱狀圖，此時(shí)啟動(dòng)按鈕變灰，其他按鈕使能。此時(shí)用戶可以啟動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)聲，在右側(cè)發(fā)聲部分，點(diǎn)擊相應(yīng)的頻率按鈕即可控制設(shè)備發(fā)聲。
測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)幅度或功放，使諧波量最好比被測(cè)頻率的聲壓值少50dB以上。
暫停測(cè)量：停止系統(tǒng)的頻譜數(shù)據(jù)更新，但是系統(tǒng)繼續(xù)采集分析。發(fā)聲按鈕部分變灰。
停止測(cè)量：停止系統(tǒng)的采集分析，并停止頻譜數(shù)據(jù)更新。發(fā)聲按鈕部分變灰。
保存：保存所有已測(cè)好的頻率點(diǎn)的吸聲系數(shù)值，以.coe的文件保存，可用excel打開(kāi)。
數(shù)據(jù)記錄：記錄頻率點(diǎn)峰谷值的信息。
具體部分參考AWA6290多通道分析系統(tǒng)的說(shuō)明。
發(fā)聲部分：如主界面所示，發(fā)聲部分主要是包含一些以中心頻率命名的按鈕，每個(gè)按鈕代表一個(gè)中心頻率的發(fā)聲控制。對(duì)于駐波管測(cè)試頻率以外的頻率暫時(shí)顯示為灰色。信號(hào)幅度設(shè)置后，點(diǎn)擊回車才會(huì)有效。點(diǎn)擊一個(gè)中心頻率進(jìn)行發(fā)聲后，用戶可以調(diào)節(jié)駐波管的滑塊，以測(cè)量此中心頻率的聲壓級(jí)的最大、最小值。
2. 與駐波管搭載使用的測(cè)量步驟：
利用駐波管測(cè)試材料垂直入射吸聲系數(shù)的步驟如下：
a將固定駐波管的滑塊移到最遠(yuǎn)處。并啟動(dòng)測(cè)量。
B點(diǎn)擊需要發(fā)聲的頻率的按鈕以發(fā)聲音，緩慢移動(dòng)固定駐波管的滑塊，同時(shí)讀取此頻率的聲壓級(jí)，將滑塊停在聲壓級(jí)為一個(gè)極大值的位置。此位置即為峰值位置，輸入此時(shí)滑塊所在位置的刻度。
c緩慢移動(dòng)固定駐波管的滑塊，同時(shí)讀取此頻率的聲壓級(jí)，將滑塊停在聲壓級(jí)為一個(gè)極小值的位置。此位置即為谷值位置，輸入此時(shí)滑塊所在位置的刻度。
d重復(fù)b，c條操作。可以測(cè)量到第二個(gè)峰谷值和第三個(gè)峰谷值。
e重復(fù)a—d操作，可以測(cè)量到各個(gè)頻率點(diǎn)的聲壓級(jí)峰谷值。
f注意事項(xiàng)：由于揚(yáng)聲器密封性能不是特別好，故標(biāo)尺首尾數(shù)據(jù)不要記錄，避免因漏聲造成的測(cè)量誤差，多次測(cè)量后，得到的吸聲系數(shù)為這幾次的算術(shù)平均值。
注意事項(xiàng)：
1、輸入電壓：最高輸入電壓約為7V。
2、傳聲器供電：選擇4mA穩(wěn)流源。
3、諧波：測(cè)量時(shí)，調(diào)節(jié)信號(hào)幅度或功放，使諧波量最好比被測(cè)頻率的聲壓值少50dB以上。
4、量程：量程選的量程，可以保證測(cè)得值的精確度。
5、頻率計(jì)權(quán)：選擇Z計(jì)權(quán)。
6、信號(hào)發(fā)生器的標(biāo)題是“sign"時(shí)才能被識(shí)別。因?yàn)楫?dāng)切換該軟件的語(yǔ)言時(shí)，這個(gè)標(biāo)題會(huì)被改變。
7、執(zhí)行文件打不開(kāi)，是以為沒(méi)有注冊(cè)（.ocx文件）。
8、啟動(dòng)鍵打開(kāi)時(shí)，程序會(huì)死掉，是因?yàn)樵O(shè)備的搜索模式不對(duì)，必須 要打開(kāi)5.0版本從新選擇模式為6290M。
9、1/3OCT模塊需要授權(quán)。
點(diǎn)擊交流