[实用新型]一种用于材料表面声阻抗测量的便携式装置

说明书

本实用新型涉及一种用于材料表面声阻抗测量的便携式装置，该装置包括传声器阵列(101)、主动声源(102)、嵌入式计算机(103)和手持支架(104)，传声器阵列(101)安装于手持支架(104)首端，主动声源(102)安装在手持支架(104)中部与传声器阵列(101)构成声源信号发射系统，测量材料表面声阻抗时，传声器阵列(101)置于材料表面附近，嵌入式计算机(103)安装在手持支架(104)末端，传声器阵列(101)和主动声源(102)均连接至嵌入式计算机(103)。与现有技术相比，本实用新型便携式装置对复杂的测量环境具有良好的适应能力，具有良好的便携性和稳定的测量性能。

技术领域

本实用新型涉及材料声阻抗检测领域，尤其是涉及一种用于材料表面声阻抗测量的便携式装置。

背景技术

材料的表面声阻抗能够反映材料的声学特性，是材料的重要声学参数之一。它广泛应用于噪声控制工程，如室内噪声控制、室外环境噪声控制和车辆内部噪声控制。因此，准确测量吸声材料的反射系数、吸收系数和表面阻抗非常重要。

常用的表面阻抗测量方法，如传递函数测量法和驻波比法，需要在阻抗管上安装两个间隔一定的麦克风，并在阻抗管中收集信号以测量相应的参数。因为这些方法需要在阻抗管中测量，并且不能测量材料在实际现场条件下的吸声性能。此外测量时需要将材料切割成特定的小块，通常会对材料造成损伤。随着近场声全息技术的发展，相关的阻抗测量方法如空间二维傅里叶变换法，其通过采集平行于待测材料表面的两个平行面上的声压值，计算其反射系数，利用反射系数与材料表面阻抗之间的关系来计算阻抗值。国内聂佳等对此类方法也有比较成熟的研究，并提出主动声全息的概念，采用等效源法进行表面阻抗测量，该方法通过采集平行于材料表面上方两个平行线上的声压值，利用基于等效源法的近场声全息技术进行重建材料表面的声压和振速，直接计算出阻抗值。这两种方法都不会对材料造成损伤，但仍需要在消声室环境内进行测量。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于材料表面声阻抗测量的便携式装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于材料表面声阻抗测量的便携式装置，该装置包括传声器阵列、主动声源、嵌入式计算机和手持支架，所述的传声器阵列安装于手持支架首端，所述的主动声源安装在手持支架中部与所述的传声器阵列构成声源信号发射系统，测量材料表面声阻抗时，所述的传声器阵列置于材料表面附近，所述的嵌入式计算机安装在手持支架末端，所述的传声器阵列和主动声源均连接至嵌入式计算机。

所述的主动声源中心线与传声器阵列中心线重合。

所述的传声器阵列包括多个传声器，所述的传声器呈球状分布。

所述的手持支架包括安装架和手柄，所述的传声器阵列、主动声源和嵌入式计算机沿安装架依次分布，所述的手柄位于安装架末端并垂直于安装架固定设置。

所述的嵌入式计算机包括用于采集传声器阵列获取的声压信号的数据采集卡、用于处理声压信号并获取材料表面声阻抗的处理器以及用于显示材料表面声阻抗的显示屏，所述的数据采集卡和显示屏均连接所述的处理器。

所述的嵌入式计算机中的显示屏旋转设置在手持支架末端。

所述的主动声源包括扬声器。

所述的手持支架首端还设有测量放置盘，所述的测量放置盘为环形盘，环形盘中心线与传声器阵列中心线重合，测量材料表面声阻抗时，所述的环形盘置于材料表面。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型通过主动声源和传声器阵列构成声源信号发射系统，进而通过嵌入式计算机采集并处理声压信号，从而获取材料表面声阻抗，该装置对复杂的测量环境具有良好的适应能力，具有良好的便携性和稳定的测量性能。