3. Описание установки

Схема измерительной установки показана на рис. 6.2. В этой установке для определения используется измерительная труба, диаметр которой для образования плоской звуковой волны должен быть мал по сравнению с длиной волны звуковых колебаний, на которых производятся измерения.

Сама металлическая труба является распределенной колебательной системой. Если частота звуковых волн, создаваемых в трубе, будет совпадать с одной из собственных частот трубы, то стенки ее начнут интенсивно колебаться, что приведет к искажению формы звукового поля внутри трубы. Для устранения этих искажений прибегают к демпфированию колебания трубы, помещая ее в ящик с песком.

Рис. 6.2. Схема установки для измерения коэффициента звукопоглощения при нормальном падении волны (верхняя часть) и в диффузном звуковом поле (нижняя часть рисунка):

М₁ и М₂ – микрофоны; Тр – измерительная труба; С - стальной сердечник; ЗМ – звукопоглощающий материал; П₁ и П₂ – переключатели; Ф – фильтр; Гр и Т – излучатели; Г – звуковой генератор; УМ – усилитель мощности; З – акустический зонд; МРК – модель реверберационной камеры; ГТ – головные телефоны

Так как для определения коэффициента звукопоглощения при нормальном падении звуковых волн нужно, как это вытекает из рассмотренной выше методики, измерить давление в пучности и узле стоячей волны, то, очевидно, длина трубы должна быть больше расстояния от узла до пучности при самой низкой частоте, т.е.

.

В соответствии с рис. 6.2. ряд приборов, применяемых для определения нормального коэффициента поглощения, может быть использован и для измерения коэффициента звукопоглощения в диффузном звуковом поле. Однако измерение его в широком диапазоне частот достаточно сложно и требует наличия дорогостоящей реверберационной камеры большого объема. Поэтому, ограничивая в определенных пределах частотный диапазон измерений снизу с нижней граничной частотой

, (6.11)

можно обойтись моделью реверберационной камеры в масштабе 1:10 с габаритными размерами 0,7×0,48×0,24 м и объемом 7,8·10^-2 м³. Средний коэффициент звукопоглощения модели с общей площадью S=1,3м² поверхностей, выполненных из оргстекла, составляет .

Поскольку возбуждение звукового поля чистым тоном непригодно для измерения в реверберационных камерах, так как отражение в этом случае обладает наибольшей когерентностью и в различных точках макета наблюдаются резко выраженные узлы и пучности звукового давления, здесь используется специальный генератор, на выходе которого имеется возможность получить как сложный сигнал («белый» шум), так и обычный синусоидальный.

Чтобы обеспечить в камере излучение звука с фронтом, близким к сферическому, в установке используются специальные малогабаритные излучатели, размещенные в углах макета. Приемный тракт состоит из микрофона малых размеров, фильтра, который устраняет возможные побочные колебания, и чувствительного милливольтметра. В макете помещения предусмотрены специальные вырезы с площадью S_м=2,7·10^-2 м², которые достаточно просто и быстро заполняются испытуемыми материалами.

Для производства измерений тем или иным методом в схеме (рис. 6.2.) предусмотрены переключатели П₁ и П₂, которые позволяют коммутировать как сигнал с входа измерительного генератора, так и сигнал, поступающий на вход милливольтметра.