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声学材料隔声量测量系统的研究

上海交通大学硕士学位论文声学材料隔声量测量系统的研究姓名:董明磊申请学位级别:硕士专业:精密仪器及机械指导教师:陈大跃20080101声学材料隔声量测量系统的研究摘要由于声学材料是降低噪声、改善声环境的有效措施,因此,声学材料的研究有着重要意义。

而评价声学材料性能指标的重要参数之一就是隔声量,声学材料的隔声量越大,表明该材料对噪声的隔声效果越好。

隔声量的测量有混响室法和驻波管法,混响室法已经有相应的国家标准,但此方法需要专门的测试环境和测试仪器,不适合实验室声学材料的研究。

本文的研究工作围绕声学材料隔声量测量的原理及计算,声学材料隔声量测量系统的构建及测量,以及隔声量测量系统的数字化设计三方面进行研究。

第一,声学材料隔声量测量的原理及计算。

首先,介绍了声学及声学测量相关的基础知识。

然后,对声学材料隔声量测量的混响室法的测量原理及测量要求进行了讲述,并推导出了混响室隔声量的计算公式。

最后,针对目前驻波管法的三传感器法、改变边界条件的四传感器法和四传感器法三种隔声量测量方法,从原理、计算公式的推导及测量方法等方面进行了比较。

第二,声学材料隔声量测量系统的构建及测量。

使用四传感器测量法,设计了基于Pulse系统的隔声量测量系统。

对该系统的驻波管、传声器、扬声器、音频功放以及Pulse系统等模块的技术参量、选用原则进行了讲述,并列出了使用该隔声量测量系统的测量步骤,提出了隔声量测量中需要注意的问题。

并使用该系统对橡胶和声子晶体进行了隔声量的测量。

最后,分别使用Matlab和VC软件编写了两种隔声量计算软件,软件可以根据该隔声量测量系统所测值计算出声学材料的隔声量。

第三,隔声量测量系统的数字化设计。

设计了基于DSP的隔声量数据I 页处理仪器,并根据实验所测声压的实际值,使用DSP算法计算出了需要的声压值和相位差,与基于Pulse系统的隔声量测量系统所得到的值一致,证明了DSP 算法的正确性和隔声量数据处理仪器的可行性。

关键词:声学材料,隔声量,混响室,驻波管II 页THE RESEARCH ON SOUND TRANSMISSION LOSSMEASURING SYSTEM OF ACOUSTIC MATERIALABSTRACTThe acoustic material is an effective measure which could reduce noise and improve acoustic environment. So, it is important to do research on the acoustic material. One of important factors in evaluating the performance of the acoustic material is the sound transmission loss. The more the sound transmission loss is, the better the performance of the acoustic material is. There are two ways to measure the sound transmission loss. One is the reverberation chamber way which is one of standards in China, the other is impedance tube way. The reverberation chamber way isn’t suitable to use in lab. In this paper, there are three points: principle and computing of measuring sound transmission loss, developing the sound transmission loss measuring system and digital design of sound transmission loss measuring system.First of all, principle and computing of measuring sound transmission loss.First, this paper introduces basic knowledge about acoustics and acoustic measuring. Then this paper introduces the principle and requirements of reverberation chamber, and gets the formula from this system. At last, according to three-microphone method, four-microphone with two different ends method and four-microphone method, this paper compare with this three methos from principle, formula and measuring ways.Second, developing the sound transmission loss measuring system. This paper develops sound transmission loss based on Pulse system according to four-microphone method. And this paper introduces impedance tube, speaker, amplifier and Pulse system from technical parameter, choosing principle, setsIII 页out the measuring steps and some details which need to be paid attention to. And test the sound transmission sound of rubber and acoustic crystal using this measuring system. At last, develop two caculating softwares using Matlab and VC, which can get the sound transmission loss of acoustic material according to the data which be got from the sound transmission loss measuring system.Third, digital design of sound transmission loss measuring system. This paper designs the sound transmission loss processing equipment based on DSP and caculates the sound pressure and phase by DSP program. The result is equal to the data which be got from measuring system based on Pulse system. It proves that this design and program is available.Keywords: acoustic material, sound transmission loss, reverberation chamber, impedance tubeIV 页上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名:董明磊日期: 2008 年 2 月 2 日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□,在年解密后适用本授权书。

本学位论文属于不保密√。

(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名:指导教师签名:陈大跃董明磊日期: 2008 年 2 月 2 日日期: 2008 年 2 月 2 日第一章绪论1.1 噪声及其危害1.1.1 噪声人们的生活处处离不开声音,声音在人们的生活和工作中起着非常重要的作用。

声音是人们传情达意的重要手段,是帮助人们沟通信息的重要媒介。

有了声音,人们才能用语言交流思想,进行工作,开展一切社会活动;没有声音,世界就会失去风采。

但是另一方面,有些声音却影响人们的学习、工作、休息,甚至会危及人们的健康和生命。

比如,马路上的车辆嘈杂声,工地上的施工声,地铁经过的刺耳声等,则使人心烦意乱,损害听力,并能诱发出各种疾病。

又比如,尽管是悦耳动听的乐声,但对于要入睡的人们来说,可能是一种干扰,是不需要的声音。

判断一个声音是否属于噪声,主观上的因素往往起着决定性的作用,同一个人对同一种声音,在不同的时间、地点和条件下,往往会产生不同的主观判断。

比如,在心情舒畅或休息时,人们喜欢收听音乐;而当心绪烦躁或集中精力思考问题时,往往会主动去关闭各种音响设备。

因此,从生理学的观点讲,凡是对人体有害的和人们不需要的声音统称为噪声。

从物理学的观点讲[1],和谐的声音叫作乐音,不和谐的声音则叫做噪声。

噪声就是各种不同频率和强度的声音无规则的杂乱组合,它给人以烦躁的感觉,与乐音相比,它的波形曲线是无规则的。

噪声按产生机理分为3种[2]:空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声。

城市环境噪声的主要来源,按污染源种类可分:工业噪声、交通噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声、自然噪声五类。

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