ICS 17.140.01 A 59
GB
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
GB/Z27764—2011
声学 阻抗管中传声损失的测量
传递矩阵法
Acoustics--Determination of sound transmission loss in impedance tubes-
Transfer matrix method
2012-05-01实施
2011-12-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/Z 27764—2011
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件
II
术语和定义 4 原理 5 测试设备预备测试
3
6 7 测试样品的安装 8 测试步骤 9
C
测量不确定度· 10 测试报告附录A（规范性附录） 预备测试附录B（规范性附录） 测量理论附录C（资料性附录） 柔性薄片材料测量说明附录D（资料性附录） 误差来源及测量不确定度计算参考文献
11 12 13 16 18 19 25 GB/Z 277642011
前言
本指导性技术文件按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本指导性技术文件由中国科学院提出。 本指导性技术文件由全国声学标准化技术委员会(SAC/TC17)归口。 本指导性技术文件起草单位：中国科学院声学研究所、上海交通大学、南京大学、无锡吉兴汽车声学
部件科技有限公司。
本指导性技术文件主要起草人：刘克、朱蓓丽、程建春、朱可达、周启君、陶猛、王金兰。
租 GB/Z27764—2011
声学阻抗管中传声损失的测量
传递矩阵法
1范围
本指导性技术文件规定了用传递矩阵法在阻抗管内测量声学材料或声学结构的法向入射隔声量（或称法向入射传声损失）。
本指导性技术文件适用于海绵、棉毡及测试频率处于质量控制区的软质薄板等局部反应声学材料（即材料内部没有与其表面平行的声传播）的法向入射隔声量的测量；适用于研制阶段声学材料隔声性能的对比；由于材料的传声损失与它的物理特性（诸如弹性模量、密度、结构因子等）紧密相关，所以本指导性技术文件规定的测量方法可以应用于有关的基础研究和产品开发。
本指导性技术文件不适用于产品隔声性能的鉴定测试。 本指导性技术文件使用阻抗管、一个或多个传声器及数字采集分析系统。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T3947—1996声学名词术语 GB/T18696.2一2002声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第2部分：传递函数法
3术语和定义
下列术语及定义适用于本文件。
3. 1
法向入射声压透射系数normalincidencesound]pressuretransmissioncoefficient t, 声波法向人射时，经材料或结构透射的声压与人射声压之比，注：改写GB/T3947—1996，术语和定义12.37。
3. 2
法向入射传声损失normalincidence[sound]transmissionloss TL 声波法向人射时，材料一面的人射声功率级与另一面的透射声功率级之差。传声损失等于声压透
射系数的平方的倒数取以10为底的对数，单位为贝[尔］，B。但通常用分贝（dB)为单位。
注：改写GB/T3947—1996，术语和定义12.26。
3.3
第-基准面thefirstreferenceplane 用来测定声压透射系数的阻抗管横截面，如果试件表面是平面，则通常就取样品的前表面为第一基
准面。
注：改写GB/T18696.2—2002，术语和定义3.3。
1 GB/Z27764—2011 3. 4
第二基准面 thesecondreferenceplane 用来测定声压透射系数的阻抗管横截面，如果试件表面是平面，样品厚度为t，则第二基准面通常
取在z二t处。
注：改写GB/T18696.2—2002，术语和定义3.3。
3. 5
空气中的波数 wave number in the air ko 定义为：
ko=w/c=2元f/co
式中： w 一声波的角频率； f——声波频率； Co 一 空气中声速。 注：改写GB/T18696.22002，术语和定义3.6。
3.6
材料中的波数 wave number in the material k 材料中的波数一般是复数，定义为：
=k,-jk
式中： k，——k的实部（k.=2元/>），即相位常数；入—声波波长； k；—k的虚部，即衰减常数。
3. 7
复声压 complexsoundpressure p 瞬时声压的傅里叶变换。 [GB/T18696.2-2002，术语和定义3.7]
3.8
互谐 cross spectrum Si 两个传声器位置i和i处复声压力，和力，确定的乘积力，·力：。 注：*表示复数共。 [GB/T18696.2—2002，术语和定义3.8]
3. 9
自谱 autospectrum Su 传声器位置i处复声压力，确定的乘积力：·p。 注：*表示复数共。 [GB/T18696.2—2002，术语和定义3.9] 2 GB/Z27764—2011
3. 10
传递函数transferfunction Hu 传声器位置i到位置i的传递函数，定义为复数比值P;/p：=S/S，或Si/S，或[（S/S.）（S/
S,)J1/2.
[GB/T18696.2--2002，术语和定义3.10] 3. 11
校准因数 calibrationfactor H. 用于校正两个传声器之间振幅失配和相位失配的因数。 注：H.测量及计算见8.5。 [GB/T18696.2—2002，术语和定义3.11]
4原理
测试样品安装在试件安置管中。管中的平面波由激励源产生，信号可以是无规噪声、伪随机序列噪
声或线性调频脉冲。在前管中靠近样品的两个位置上测量声压，求得两个传声器信号的声压传递函数同样，在后管中靠近样品的两个位置上测量声压，求得两个传声器信号的声压传递函数。由传递矩阵法计算试件的法向人射透射系数（见附录B）、传声损失等相关声学量。
上述这些量都是频率的函数。频率分辨率取决于采样频率和数字采集分析系统的测量记录长度。 有效的频率范围与阻抗管的横向尺寸或直径及两个传声器之间的间距有关。用不同的尺寸或直径和间距组合，可得到宽的测量频率范围。
测量可采用以下两种方法之一进行： a）四传声器法（采用在固定位置上的4个传声器测量）； b）单传声器法（采用一个传声器依次在4个位置上测量）。
5测试设备
5.1阻抗管的构造
阻抗管分为前管、后管和试件安置管。前管一端接声源，另一端接试件安置管。后管一端接试件安置管，另端为具有一定吸声性能的封闭端。传声器安装孔有4个，前管、后管各两个，沿管壁布置。
阻抗管应平直，其横截面面积应均匀（直径或横截面尺寸的偏差在土0.2%以内），管壁应表面光滑、 刚硬，且足够密实，以便它不被声信号激发起振动，在阻抗管工作频段内不出现共振。对于金属圆管，建议壁厚取为管径的5%左右。对于矩形管，四角要有足够的度，以防侧板变形，建议板厚取为阻抗管横截面尺寸的10%。水泥制作的管壁可涂刷调匀的粘合剂，以保证气密。术材制作的管壁应采用同样措施。水泥管壁和木质管壁还应外包铁皮或铅皮以增加强度和阻尼。
阻抗管横截面的形状原则上是任意的，建议选用圆形或矩形（最好是方形）的截面，如果矩形管是由板材制作的，那么必须小心保证没有漏声的孔和缝（可用粘合剂或油漆密封），阻抗
管还应有防止外界噪声和振动传入的隔声隔振处理措施。
整个阻抗管结构与放置阻抗管结构的工作台架之间应有适当的隔振措施（如放置在橡胶垫上），以
避免外界振动对测试的影响。 GB/Z27764—2011
5.2工作频率范围
工作频率f的范围为：
fi (1 )
式中： fi-—阻抗管工作频率下限； fu—阻抗管工作频率上限。 fi取决于两传声器的间距和分析系统的精度。 f.根据避免出现非平面简正波模式的原则选取。 f.(Hz)的选取条件，对直径为d(m)的圆管是：
d<0.58^uif.d<0.58ca
(2)
对长边边长为d，（m）矩形管是：
di<0.50aufu-d<0.50c
（3)
这里cC。（m/s)是空气中声速，由式(5)给出。
两个传声器之间的间距s(m）应取得满足：
f.s<0.4c
.（4)
工作频率下限f与两个传声器之间的间距和分析系统的准确度有关，但作为一般准则，如式（4)的要求被满足，则传声器间距应大于测试低频相应波长的5%。加大传声器的间距能提高测量的准确度。
若要扩展测试频段，可采用不同间距的传声器组合来达到，注意各段频段连接处需要有一段频率是重叠的。 5.3阻抗管长度
阻抗管应足够长，以便在声源和试件之间产生平面波。 除平面波外，扬声器一般还产生非平面波模式。那些频率低于截止频率的非平面波模式，将在大约
三倍管径（圆管）或三倍长边边长（矩形管）的距离内衰减掉。因此建议传声器离声源不要比上述的距离更近，任何情况下，不要小于一倍管径或一倍长边边长为好。
测试样品也会引起声场畸变。根据样品种类，传声器与样品之间的最小间距建议为：均匀材料平坦表面：管径的1/2或长边边长的1/2；内含非均匀结构的平坦表面：1倍管径或1倍长边边长；不对称或粗糙的表面：2倍管径或2倍长边边长。
5.4试件安置管
试件安置管可以是独立可拆卸的，也可与前管和后管一起组成整体，也可以由内外套管组成。 5.4.1做成整体的试件安置管
对于做成整体的阻抗管，建议将安放试件的管子部位上部做成活动盖板，活动盖板与安置管的接触面应仔细磨平，建议使用密封剂（油脂）以免留下漏缝。 5.4.2可拆卸的试件安置管
独立可拆卸的试件安置管是测量时可紧密与前管和后管固定的可拆分件（如图1所示）。试件安置管的长度应足够大，以满足不同厚度材料的测量需要。也可做成几种长度的规格，通过搭配使用得到需要的长度。
4 GB/Z27764—2011
说明： 1-传声器A： 2传声器B; 3——传声器C； 4——传声器D; 5——扬声器； 6---试件安置管； 7——试件； 8——吸声材料； 9——前管； 10—后管。
图1测试装置示意图
试件安置管内尺寸应与前管和后管一致，误差在士0.2%以内。 试件安置管与前管和后管连接部分应密封，以免漏声。 对于矩形管，建议安装试件的部位留有活动盖板以便安装试件。活动盖板与安置管的接触面应仔
细磨平，建议使用密封剂（油脂）以免留下漏缝。
对于圆管，建议试件安置管做得从其前端或后端都能到达试件。这样就能核查试件前表面的位置和平整度，以及后表面的位置。
一般说，对于矩形管，建议从侧面把试件安装到管中（不采取把试件轴向推向管中）。这样就能核查试件在管中的装配和位置，核查前表面的位置和平整度，精密地确定基准面到前表面的位置。侧面插入试件还避免了柔软材料受挤压。
试件与安置管的接触应紧密，以免漏声，建议使用密封剂（油脂、医用胶布等）。 5.4.3内外套管的试件安置管
做成内外套管的试件安置管，外套管内径比测试管内径大10mm～20mm。外套管与测试管连接处，有-个5mm～10mm厚的环，用来固定样品。环的内径与测试管内径相同，外径与外套管内径相同，固定于外套管内壁或与外套管做成一个整体。内套管外径比外套管内径略小以便插人外套管，内径与测试管内径相同。样品的直径大于主管内径略小于外套管内径，将样品放置在外套管的固定环上并将内套管插人外套管以固定样品，如图2所示。内外套管与主管用法兰盘与测试管连接固定。内外套管的试件安置管，具有较好的密封，使样品容易固定，同时对样品的加工精度要求不高，测试重复性较好。
5