声在粮食中传播特性测量方法概述

1吸声系数测量方法

吸声系数是吸声结构声学性能的宏观反映，其与材料的声学结构和材料的特性阻抗有着密切的关系。一直以来，吸声系数的测量都是一项十分重要的基础性工作％。目前国内外测量材料吸声系数的主要方法有阻抗管法和混响室法以及反射法。混响室法需要有两个相连的混响室，其中一个称为声源室，测试时所产生的声波就是在这里发出的。另一个称为接收室，在测试的过程中，需要将材料放置在两个混响室连接的开口处，测量混响室内有样品和无样品时两个混响室内的混响时间，通过计算吸声量来确定样品的吸声系数。这种测试方法比较简单，但是要求被测试的式样面积足够大，通常需要达到10m2，以及需要一个昂贵的混响室。

此方法对于实验室的建设和样品的要求都很高，这种方法能测量无规则声波入射时的平均吸声系数。阻抗管法包括驻波比法和传递函数法。此方法需要测量装置和测试样品表面有密封接触。驻波比法需要使用阻抗管，测量的过程中需要利用阻抗管中平面波形成的驻波波幅的比值来计算样品的吸声系数、表面声阻抗率以及声导纳率。驻波比法实验装置。阻抗管是界面均匀，内壁光滑坚硬具有很好封闭性的一根管子。将被测材料的样品装入管子的一端，用刚性后盖板将阻抗管密封，提高测试的准确度。在管子的另一侧安装扬声器，在管子的中间放入测量管内声压的传声器，信号发生器通过扬声器向管子中发射纯音信号，在管子中以平面波的形式传播。声波沿管壁传播入射到式样表面，一部分声波被吸收，另一部分被反射回来，入射波与反射波由于方向相反因而叠加在管壁中形成驻波，在驻波的波节与波腹处分别形成驻波声压的极小值和极大值。

规定以材料的表面为原点，在管壁中移动传声器，测量最靠近材料表面驻波的最大值和最小值点的位置。用上述方法测量的最大值和最小值以及位置点可以推导出吸声系数ａ。这种方法的测量精度较高，却需要以纯音信号为声源。信号发生器发出的是单频信号，但是经过扬声器后，输出的不一定是纯音信号，因此需要复杂的滤波的过程。

另外需要手动调节探测管的位置寻找最大值与最小值，测量步骤比较费时和繁琐，而且在手动移动寻找最值的过程中可能会产生误差，影响测量精度。递函数法采用随机信号作为激励源，通过测量阻抗管管壁上的两个固定位置上传声器的声压信号，对采集得到的信号进行傅里叶变换得到系统的传递函数，进而计算出吸声系数。此方法不仅不需要发射纯音信号，而且不需要手动移动探测管以测量管内的最大值与最小值。传递函数法测量速度快，而且精度高。具体的测量方法与理论推导将在下节进行介绍。