驻波管法 当平面波在管中前进并受到端部壁面反射时,会产生一反射的平面波,其方向与入射波相反。此时在管中会形成驻波,驻波有固定的波节和波腹。波节处的声压为极小值,波腹处的声压为极大值。当反射壁面为刚性壁面时,波节处和波腹处的声压差值最大。反射壁面吸收声能的能力愈大,则反射波的声能愈小,形成的声压差值也就愈小。
驻波的波节和波腹之间的距离为□/4,□为所测的波长。驻波管要有坚硬而光滑的内表面,通常用黄铜管或大理石板制成。为了在管中形成平面波,在设计和制作驻波管时,应使管径同最高测试频率所对应的波长相适应,就是使管径□大于或等于□/2,□为最高测试频率对应的波长;同时,为了能测量最低频率的声压极大值和极小值,应使管长□大于□/4,□为最低频率对应的波长。测量频率为100~2000赫时,管径□为10厘米,管长□为120厘米;超过2000赫时,则用□=3厘米、□=50厘米的铜管。当测量消声尖劈时,测试频率为50~400赫,驻波管应用截面为20×20厘米□、长度为2~3米的大理石管。
图驻波管示意图为驻波管示意图。图中的 1为管体;2为直径 20厘米的扬声器,由正弦信号发生器激发,在管中产生平面声波;3为安装试件的刚性壁;4为传声器,为了防止外界噪声的干扰,将传声器设在一个隔声较好的小车内,在其前部装有探管5。小车移动时,可以从频谱仪(或频率分析仪)表头上读出最大值和最小值。一般频谱仪表头上有吸声系数□的刻度,可直接读出□值。
测量时,先将试件安装盖(即刚性壁)固定在驻波管上,用油泥密封好,测量空管各个频率的本底吸收,此值应小于5%。然后安装被测试件,也用油泥密封。移动小车找出极大值(常在试件表面附近);并将频谱仪表头指针调至满刻度(即100%),再移动小车找出极小值;此时表上的读数就是试件的吸声系数。通常取三块同样试件进行测量,取平均值表示该材料的吸声系数。驻波管除了用于测量试件的吸声系数外,还用于测量材料表面的声阻抗。