一种结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统及方法技术方案

本发明专利技术属于机械振动或超声波、声波或次声波的测量技术领域，公开了一种结构‑声学耦合系统内声场测试响度级的系统及方法，用于发射激励信号及进行数据采集与分析的PULSE数据采集前端，通过导线连接用于放大激励信号的功率放大器；功率放大器通过导线连接用于收集激励信号的激振器；激振器通过导线连接用于采集激励信号的力传感器；力传感器通过螺栓固定于用于模拟各舱室的结构‑声学耦合箱体内；结构‑声学耦合箱体上端插接有用于采集声强信号的声强探头。本发明专利技术分别在不同观测点的结构‑声学耦合系统内声场声强级及其对应的声响度的理论值和实验值，验证了本发明专利技术所提出的声响度模型的正确性。

【技术实现步骤摘要】
一种结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统及方法
本专利技术属于机械振动或超声波、声波或次声波的测量
，尤其涉及一种结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统及方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：结构-声学耦合系统内声场及其声品质是现代产品生产以及军工国防中一个非常重要的步骤，许多国家以及制造厂商开始专门研究此类问题，如汽车乘员舱、飞机机舱或舰船船舱等，都是以结构-声学耦合系统的声场形式来表现，并最终反应为乘客的心理感觉。由于结构-声场系统是各类舱室最常见的一种形式，但是声场内的响度无法进行定级。响度无法直接测出，必须通过测量声压或声强后，经计算得出。但由于声压是标量，且无法计入人耳听觉系统的选择特性及掩蔽效应，而声强是矢量，故本专利技术采用声强转化得到响度值。综上所述，现有技术存在的问题是：结构-声场系统是各类舱室最常见的一种形式，声场内的响度无法进行定级；响度无法直接测出，必须通过测量声压或声强后，经计算得出。但由于声压是标量，且无法计入人耳听觉系统的选择特性及掩蔽效应。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统，所述结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统包括：用于发射激励信号及进行数据采集与分析的PULSE数据采集前端，通过导线连接用于放大激励信号的功率放大器；功率放大器通过导线连接用于收集激励信号的激振器；激振器通过导线连接用于采集激励信号的力传感器；力传感器通过螺栓固定于用于模拟各舱室的结构-声学耦合箱体内；结构-声学耦合箱体上端插接有用于采集声强信号的声强探头。进一步，所述结构-声学耦合箱体一表面为1mm厚的碳钢板，其它各壁面皆为20mm厚的刨光实木板，钢板简支在木板上。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统的结构-声学耦合系统内声场测试响度级的方法，所述结构-声学耦合系统内声场测试响度级的方法包括以下步骤：步骤一，在结构-声学耦合箱体侧面点(0,0.2,0.15)处开设一个直径为15mm的圆孔；步骤二，各装置进行连接后将声强探头连杆传入圆孔内，从声强探头位置处进行观测；步骤三，通过PULSE数据采集前端发射激励信号，经过功率放大器将激励信号进行放大后传输至激振器，经激振器收集激励信号后传输至结构-声学耦合箱体内通过力传感器进行采集激励信号；步骤四，箱体内响应点处的声强信号通过穿入箱体内的声强探头进行采集后传输至PULSE数据采集前端进行数据处理。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术分别在不同观测点的结构-声学耦合系统内声场声强级及其对应的声响度的理论值和实验值，验证了本专利技术所提出的声响度模型的正确性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统结构示意图；图中：1、PULSE数据采集前端；2、功率放大器；3、激振器；4、力传感器；5、结构-声学耦合箱体；6、声强探头。图2是本专利技术实施例提供的结构-声学耦合系统内声场测试响度级的方法流程图。图3是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点a(0.25,0.2,0.15)处的结构-声学耦合系统声强级示意图；图4是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点a(0.25,0.2,0.15)处的结构-声学耦合系统测量得到的声强级实验值示意图；图5是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点a(0.25,0.2,0.15)处的声响度理论值示意图；图6是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点a(0.25,0.2,0.15)处测试所得声响度实验值示意图；图7是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点b(0.2,0.1,0.15)处的声强级示意图；图8是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点b(0.2,0.1,0.15)处的测试所得声强级实验值示意图；图9是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点b(0.2,0.1,0.15)处的声响度理论值示意图；图10是本专利技术实施例提供的激励点位于(0.4,0.2,0.3)时观测点b(0.2,0.1,0.15)处的声响度实验值示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术利用一个结构-声学耦合箱体，将其内声场实验结果与理论计算值进行对比，以验证分析的方法，为实际设计提供参考。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统包括：PULSE数据采集前端1、功率放大器2、激振器3、力传感器4、结构-声学耦合箱体5、声强探头6。用于发射激励信号及进行数据采集与分析的PULSE数据采集前端1，通过导线连接用于放大激励信号的功率放大器2，功率放大器2通过导线连接用于收集激励信号的激振器3，激振器3通过导线连接用于采集激励信号的力传感器4，力传感器4通过螺栓固定于用于模拟各舱室的结构-声学耦合箱体5内，结构-声学耦合箱体5上端插接有用于采集声强信号的声强探头6。本专利技术实施例提供的结构-声学耦合箱体一表面为1mm厚的碳钢板，其它各壁面皆为20mm厚的刨光实木板，钢板简支在木板上。如图2所示，本专利技术实施例提供的结构-声学耦合系统内声场测试响度级的方法包括以下步骤：S201：在结构-声学耦合箱体侧面点(0,0.2,0.15)处开设一个直径为15mm的圆孔；S202：各装置进行连接后将声强探头连杆传入圆孔内，从声强探头位置处进行观测；S203：通过PULSE数据采集前端发射激励信号，经过功率放大器将激励信号进行放大后传输至激振器，经激振器收集激励信号后传输至结构-声学耦合箱体内通过力传感器进行采集激励信号；S204：箱体内响应点处的声强信号通过穿入箱体内的声强探头进行采集后传输至PULSE数据采集前端进行数据处理。下面结合附图对本专利技术的应用原理作进一步的描述。利用本专利技术所提出的结构-声场结构声辐射的特性，在计算中钢板弹性模量E＝2.1×1011N/m2，泊松比μ＝0.3，钢材密度ρs＝7800kg/m3，材料阻尼损耗比ξ＝0，即忽略结构阻尼的影响；实验环境在普通房间内，实验温度25℃，相对湿度为60％，空气密度为ρ0＝1.225kg/m3，声速为c＝340m/s。同时假定空腔密闭良好，并忽略木板的吸声作用。当激励点位于(0.4,0.2,0.3)时，选择点a(0.25,0.2,0.15)，b(0.2,0.1,0.15)作为观测点，在相同的激励力作用下，观测点处的结构-声学耦合系统声强级如图3所示，测量得到的实验值如图4所示。将声强级转化为响度，则点a的声响度理论值如图5所示，测试所得声响度实验值如图6所示。同样的，在相同激励力下，将声强探头放置在b点，得到b点的实验值，与b点计算理论值对比如图7、图8所示。将声强级转化为响度，则点a的声响度理论值如图9所示，测试所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构‑声学耦合系统内声场测试响度级的系统，其特征在于，所述结构‑声学耦合系统内声场测试响度级的系统包括：用于发射激励信号及进行数据采集与分析的PULSE数据采集前端，通过导线连接用于放大激励信号的功率放大器；功率放大器通过导线连接用于收集激励信号的激振器；激振器通过导线连接用于采集激励信号的力传感器；力传感器通过螺栓固定于用于模拟各舱室的结构‑声学耦合箱体内；结构‑声学耦合箱体上端插接有用于采集声强信号的声强探头。

【技术特征摘要】
1.一种结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统，其特征在于，所述结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统包括：用于发射激励信号及进行数据采集与分析的PULSE数据采集前端，通过导线连接用于放大激励信号的功率放大器；功率放大器通过导线连接用于收集激励信号的激振器；激振器通过导线连接用于采集激励信号的力传感器；力传感器通过螺栓固定于用于模拟各舱室的结构-声学耦合箱体内；结构-声学耦合箱体上端插接有用于采集声强信号的声强探头。2.如权利要求1所述的结构-声学耦合系统内声场测试响度级的系统，其特征在于，所述结构-声学耦合箱体一表面为1mm厚的碳钢板，其它各壁面皆为20mm厚的刨光实木板，钢板简支在木板上。3.一种实...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁骥轩，丘雪芬，周世琼，宋柱梅，邹海鑫，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44