阻抗管法隔聲量測試試樣密封方法探究

鄭子迎，車漢生，吳源偉

（威凱檢測技術有限公司，廣州 510663）

引言

目前常用的聲學材料的隔聲量測試法有混響室法和阻抗管法。混響法測量無規入射隔聲量，對試驗場地建設要求高，樣品尺寸要求10㎡，阻抗管法測量法向入射隔聲量，只需采用與阻抗管橫截面一致的試樣，適用于海綿、棉氈及測試頻率處于質控控制區的軟質薄板等內部沒有與表面平行的聲傳播材料的法向入射隔聲量測試[1]，因其占用場地小、樣品尺寸小、測試操作容易等特點，阻抗管法廣泛應用于基礎研究和產品開發階段。但阻抗管法不適用于產品的隔聲性能的鑒定測試[1]。在阻抗管中隔聲量測試測試過程中，試樣的安裝方式和試樣與阻抗管之間的密封方式對測試結果影響較大，故樣品制作應非常細致，裁樣時采用專門的裁剪刀具進行制樣[2]，使試樣尺寸盡量接近阻抗管尺寸。在實際操作過程中，試樣的尺寸會通常會存在一定的誤差，需對試樣的進行密封，以免漏聲，導致測量結果不準。

1 測試方法介紹（見圖1）

測試樣品安裝在試件安置管中，管中的平面波由激勵源產生，信號可以是無規噪聲、偽隨機序列噪聲或者線性調頻脈沖。在前管中靠近樣品的兩個位置上測量聲壓，求得兩個傳聲器信號的聲壓傳遞函數。并且在后管中靠近樣品的兩個位置測量聲壓，求得兩個傳聲器信號的聲壓傳遞函數，用傳遞矩陣法計算試件的法向入射透射系數，根據法向入射透射系數計算法向入射隔聲量。

本文采用的是B&K 4206型阻抗管，在B&K 7758軟件平臺上實現測試。采用的是四傳聲器法，即采用在固定位置上的4個傳聲器測量。見圖2和圖3。

本文采用兩次測量法，即分別用末端開和閉兩次測量。

圖1 傳聲損失測試示意圖

在每一次測量時，在管道的截止頻率范圍內，用雙傳聲器法將測試樣品前后的聲場分別為左右傳播的平面波，計算公式如下：

在每一次測量時，在管道的截止頻率范圍內，用雙傳聲器法將測試樣品前后的聲場分解為左右傳播平面波，計算公式如下：

式中，s1為傳聲器1、2的間距，s2為傳聲器3、4的間距，d1和d2分別為傳聲器2和傳聲器3與樣品第一基準面的間距。為參考傳聲器到第i個傳聲器的傳遞函數。當參考傳聲器為四個傳聲器中的任意一個時在樣品兩面的聲壓和粒子速度有下面的關系

用兩次測量的結果計算樣品的傳遞矩陣：

計算法向投射系數τp：

法向入隔聲量計算公式：

圖2 100mm 阻抗管測試照片

圖3 29mm 阻抗管測試照片

表1 隔聲量測試數據

2 安裝和密封方法介紹

2.1 樣品安裝方式

試樣的安裝管可以有很多種形式，例如：做成整體的事件安置管、可拆卸的試件安置管、內外套管的試件安置管。本文采用的是可拆卸的試件安置管。

樣品應大小合適的安裝在試件安置管內，不能過分受壓，更不能裝得太緊而鼓起來。如樣品表面不平整或不規則，傳聲器位置應選得足夠遠，這樣測得的傳遞函數才在平面波區域。樣品四周的縫隙，需要采用密封劑密封。

表2 與無密封測試結果差值

2.2 密封方式

本文采用四種常用的密封方式分別為：硅橡膠、硅脂、醫用膠布、真空密封泥，每種密封方式操作細節如下：

1）硅橡膠：在試樣放入阻抗管前，沿著試樣的厚度側面均勻涂抹一層硅橡膠，將試樣垂直塞入阻抗管中，檢查試樣與阻抗管接縫處，去除多余殘留的硅橡膠。如果縫隙處仍有空缺，應在填補適量的硅橡膠，直至縫隙處完全填滿。

2）硅脂：密封操作方式與硅橡膠一致。

3）醫用膠布：先將試樣按要求放入阻抗管，因為阻抗管為橫截面為圓形，應將醫用膠布裁剪成適當的圓弧形狀，寬度3mm左右，將醫用膠布緊貼試樣與阻抗管的縫隙處，注意查看膠布與阻抗管和試樣是否粘合。

4）真空密封泥：先將試樣按要求放入阻抗管，將密封泥搓成細條狀，在靠近透射側，緊貼試樣與阻抗管的縫隙處塞入細條型密封泥，并壓實。此處需采用阻抗管陪套的鋼性托墊，以防止在壓緊密封泥的過程中，試樣位置有變動。

3 結果分析

測試樣品為一種隔音墊，厚度17mm，測得采用醫用膠布、硅脂、真空密封泥、硅橡膠和無密封措施的情況下得到數據如表1所示，四種密封方式與無密封狀態下法向隔聲量差值如表2所示。

根據以上數據可以得:采用密封方式后，均比無密封測得隔聲量大，其中硅橡膠密封方式測量值與無密封測量值差值最大，密封效果最好。在100mm管中，硅脂在低頻部分優于醫用膠布，在高頻部分相反。在29mm管中，硅脂除兩個頻率段，其他均優于醫用膠布，真空密封泥在29mm管的低頻部分略優于醫用膠布。整體評價，硅橡膠效果最好，硅脂略優于醫用膠布，前三種密封方式均優于真空密封泥。

4 結語

1）本文通過不同的密封方式與無密封狀態下測量值進行比較，最高有1.89dB的差距，在阻抗管法向入射隔聲量測試過程中，試樣與阻抗管之間應密封嚴實很重要。

2）本文通過對四種不同的密封方式進行比較，得出四種密封方式效果由高至低排序為：硅橡膠、硅脂、醫用膠布，真空密封泥，對阻抗管法向入射隔聲量測試具有一定參考作用。

[1]GB/Z 27764-2011,聲學阻抗管中傳聲損失的測量傳遞矩陣法[S].

[2]袁健,賀才春,林勝.阻抗管中的隔聲量測量方法[J].噪聲與振動控制, 2006(4):108-110,116.

[3]朱蓓麗,羅曉輝.駐波管中的隔聲量測試方法[J].噪聲與振動控制,2000(6):41-43.

[4]曲波,朱蓓麗,駐波管中隔聲量的四傳聲器測量法[J].噪聲與振動控制, 2002(6):44-46.