CN108535363A - 一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具，其包括：试件筒(101)、数字式标尺(102)、数显支座(103)、数字显示设备(104)、可移动活塞(107)和把手(105)；数字式标尺(102)的一端通过连接装置与可移动活塞(107)连接，将连接有可移动活塞(107)的数字式标尺(102)插入试件筒(101)中，数字式标尺(102)的另一端端部连接有把手(105)；该标尺座(103)位于试件筒(101)与把手(105)之间，且通过固定装置固定在试件筒(101)的一端的端部；该数字显示设备(104)固定在数显支座(103)上；将待测样品(110)置于试件筒(101)的一端端部内，且待测样品(110)与该端端部齐平，可移动活塞(107)与待测样品之间可预留间距，形成空气层。

Description

一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具

技术领域

本发明属于吸声材料或结构的声学测试技术领域，具体涉及一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具。

背景技术

声阻抗管是一种用于测试小尺寸吸声材料或结构法向吸声性能的标准测试设备，在吸声材料或结构的理论研究和产品设计中，声阻抗管是一种通用且必不可少的测试装置，已得到广泛应用。声阻抗管的基本测试原理和基本结构可参考《GB/T 18696.2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》。

在声阻抗管中，需要一个样品夹具，用于装夹待测样品，将待测样品按测试标准要求安装好，并连接装有传声器和声源的测试管路，以便测试待测样品在相应条件下的法向表面声阻抗和吸声系数。如图1所示，现有的样品夹具1和测试管段2连接在一起，现有夹具的待测样品5位于现有的样品夹具1中，活塞6与待测样品5之间可留有给定厚度的空气层；在测试管段的侧壁齐平安装了两个传声器3，且在测试管段的端部安装扬声器4，作为声源。在测试吸声材料或结构时，如穿孔板或多孔材料等，常需在待测样品后留有一定厚度的空气层，以便提高低频吸声性能，在研究和设计过程中，往往设置一系列空气层厚度条件进行测试，因此，在样品夹具中装有可移动活塞，这样通过该可移动活塞来改变待测样品后留有的空气层厚度。对于吸声材料或结构而言，材料或结构后的空气层厚度会显著影响其吸声性能，在吸声测试时如果设置的空气层厚度不够精确，测试结果将与对应理想空气层厚度条件下的结果间存在明显差异，因而会给吸声材料或结构的研究和设计带来很大阻碍。

目前，已有的声阻抗管样品夹具常在与可移动活塞连接的拉杆上标记刻度，通过读取活塞移动前后位于管末端外参考位置处拉杆上的对应刻度差值，获得所需要的空气层厚度；或先读取可移动活塞表面与样品接触时位于管末端外参考位置处拉杆上的刻度值，作为基准值；再根据所需要的空气层厚度，找到该空气层厚度值所对应的刻度值，并在拉杆上作出相应的标记，然后再拉动拉杆使对应的刻度值位于声阻抗管末端外的标记处。但是，通常标记在拉杆上的刻度精度较低，一般为厘米级；另外，读取位置刻度或设定所需要的空气层厚度也较为繁琐耗时，尤其是对于多个待测样品在多个空气层厚度下的测试，现有的样品夹具存在定位精度低、操作效率低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的用于声阻抗管吸声测试的样品夹具存在上述问题，本发明提供了一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具，将数字式标尺与可移动活塞配合使用，可以实现快速准确设定待测样品与可移动活塞之间的空腔的厚度，同时也可以确定待测样品的厚度，可显著提高测试精度和测试效率。

所述样品夹具包括：试件筒、数字式标尺、数显支座、数字显示设备、可移动活塞和把手；

所述试件筒为中空的管状结构；数字式标尺的一端通过连接装置与可移动活塞连接，将连接有可移动活塞的数字式标尺插入试件筒中，数字式标尺的另一端穿过标尺座，且其另一端端部连接有把手；所述标尺座位于试件筒与把手之间，且通过固定装置固定在试件筒的一端的端部；所述数字显示设备固定在数显支座上，实时显示数字式标尺相对移动的位移，即活塞相对移动的位移；将待测样品置于试件筒的一端内，且待测样品与该端端部齐平，可移动活塞与待测样品之间可预留有间距，形成空气层。

在上述技术方案中，所述可移动活塞呈管状结构，且与试件筒配合，可移动活塞的一端为平面，其另一端设有垂直于该端端部的定位结构，用于将数字式标尺固定，定位结构上设有定位孔，通过螺钉将数字式标尺与可移动活塞固定连接，以保证数字式标尺与可移动活塞的另一端垂直连接。

在上述技术方案中，数字显示设备为数字显示器或数字显示装置。

在上述技术方案中，所述数字显示装置包括：数字显示子装置和数据存储设备；所述数字显示子装置通过专用线缆与数据存储设备连接，将数字式标尺测量的相对位移数据传输至数据存储设备进行存储。

在上述技术方案中，利用容栅式原理或光栅式原理或磁栅式原理，分别在数字式标尺的外表面和数字显示设备的内部对应地安装定栅和动栅，可在可移动活塞于试件筒内移动任意位置时清零，以实时显示活塞相对移动的距离，实现相对位移的准确测量。数字显示设备的分辨率为0.001～0.1毫米。

在上述技术方案中，可移动活塞的外侧装有若干密封圈或密封条，用于防止可移动活塞在移动时漏气。

在上述技术方案中，数显支座或试件筒的端部开有泄压孔，用于减少可移动活塞在移动时由于压缩或膨胀产生的额外阻力。

在上述技术方案中，可移动活塞移动的距离与数字显示设备显示的数值是一一对应的。

在上述技术方案中，所述待测样品为块状吸声材料或平板式吸声材料等。

将待测样品放入试件筒一端，利用可移动活塞推动待测样品直至待测样品的一端的端面与试件筒的一端的端面齐平，将其作为参考面位置；此时，待测样品所处的位置作为基准位置，与待测样品另一面紧贴的可移动活塞所处的位置设定为初始位置，对应地将数字显示设备上显示的数字清零；再将试件筒与声阻抗管的测试管段通过活结等方式连接；根据所需要设定的空气层厚度，通过把手拉动或推动数字式标尺，进而带动可移动活塞移动，当数字显示设备显示的数值等于所需要的空气层厚度时，停止移动可移动活塞，再进行后续的吸声测试。因此，通过上述样品夹具，可以快速、精确设定空气层厚度。

此外，在放入待测样品前，将可移动活塞的前表面移动至试件筒一端的端面，即参考面位置，按下数字显示设备清零按钮，将该参考面位置显示的数字清零，将此位置设为零点，安装待测样品后，利用可移动活塞向外拉动待测材料样品，将待测样品的前表面调整至参考面位置齐平，这时，可移动活塞移动的相对距离即为待测样品的厚度。

本发明的优点在于：

本发明具有定位精度高、操作简单、且可同时测试材料样品厚度等优点，可显著提高测试精度和测试效率。另外，本发明的整个结构十分简单，且成本造价低廉，具有很强的实用性。

附图说明

图1是一种现有的样品夹具与声阻抗管连接的结构示意图；

图2是本发明的一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具的结构示意图；

图3是本发明的一种用于声阻抗管吸声测试的一个具体实施的样品夹具的结构示意图；

图4是图3的一个具体实施例的样品夹具的截面图。

附图标记：

1、现有的样品夹具 2、测试管段

3、传声器 4、扬声器

5、现有夹具的待测样品 6、活塞

101、试件筒 102、数字式标尺

103、数显支座 104、数字显示设备

105、把手 106、密封圈

107、可移动活塞 108、连接外螺纹

109、定位结构 110、待测样品

111、泄压孔

具体实施方式

如图2所示，本发明提供了一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具，可有效改进已有的样品夹具存在的缺点，可显著提高样品后空气层厚度的设定精度、且操作简便，结构简单，具有很好的实用性。通过接口形式的适当修改，本发明的样品夹具可以替换市场上现有的阻抗管的样品夹具，使其具备数显功能。

如图2所示，本发明提供了一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具，利用与数字式标尺相连接的可移动活塞，可以实现准确设定待测样品与数显支座之间的空腔的厚度，即空气层的厚度，同时也可以快速确定待测样品的厚度；另外，可显著提高待测样品与可移动活塞之间的空气层厚度的设定精度，且设定过程方便快捷，还可有效提高待测样品在不同空气层厚度下的吸声性能的测试效率。

如图2所示，所述样品夹具包括：试件筒101、数字式标尺102、数显支座103、数字显示设备104、可移动活塞107和把手105；所述试件筒101为中空的管状结构；如图2所示，数字式标尺102的左端通过连接装置与可移动活塞107连接，将连接有可移动活塞107的数字式标尺102插入试件筒101中，数字式标尺102的右端穿过数显支座103，且其右端端部与把手105连接；所述数显支座103位于试件筒101的外部与把手105之间，且通过固定装置固定在试件筒101的右端的端部；所述数字显示设备104固定在数显支座103上，实时显示数字式标尺相对移动的位移，即活塞相对移动的位移；将待测样品110置于试件筒101的左端端部内，且待测样品110与该试件筒101的左端端部齐平，可移动活塞107与待测样品110之间预留有间距，形成空气层。

在上述技术方案中，如图2所示，可移动活塞107的左端为平面，其右端设有垂直于该端部的定位结构109，该定位结构109设有定位孔，通过螺钉将数字式标尺102的左端与该定位结构109固定连接，以保证数字式标尺102与可移动活塞107的右端垂直连接，进而使可移动活塞107在水平方向上拉伸或推动。

在上述技术方案中，如图2所示，所述可移动活塞107的外壁装有若干密封圈106或密封条，用于防止可移动活塞107在移动时漏气，减少测试误差。

在上述技术方案中，数字显示设备104为数字显示器或数字显示装置。

在上述技术方案中，所述数字显示装置包括：数字显示子装置和数据存储设备；所述数字显示子装置通过专用线缆与数据存储设备连接，将在数字显示子装置显示的由数字式标尺测量的相对位移数据传输至数据存储设备进行存储；再通过专用线缆将该数据存储设备与用户终端连接，方便对数据进行处理。其中，所述用户终端可以是个人计算机。

在上述技术方案中，利用容栅式原理或光栅式原理或磁栅式原理，分别在数字式标尺102的外表面和数字显示设备104的内部对应地安装定栅和动栅，可在可移动活塞107于试件筒101内移动任意位置时清零，以实时显示可移动活塞107相对移动的距离，实现相对位移的准确测量。数字显示设备104的分辨率为0.001～0.1毫米。

在上述技术方案中，数显支座103或试件筒101的右端端部开有泄压孔111，用于减少可移动活塞107在移动时由于压缩或膨胀产生的额外阻力。

在上述技术方案中，所述可移动活塞107采用质量大刚性好的材料制成，优选地，采用2-3cm厚的不锈钢或硬铝材料制成。

在上述技术方案中，可移动活塞107移动的距离与数字显示设备104显示的数值是一一对应的。

在上述技术方案中，所述待测样品110为块状吸声材料或平板式吸声材料。

将待测样品放入试件筒101的左端，且与该端的端平面重叠，此时，待测样品所处的位置作为基准位置，可移动活塞107所处的位置设定为初始位置，对应数字显示设备104上显示的数字清零；再通过试件筒101的连接外螺纹108将试件筒101与声阻抗管的测试管段连接；根据所需要的空气层厚度，通过把手105拉动或推动数字式标尺102，进而带动可移动活塞107移动，当数字显示设备104显示的数值等于所需要的空气层厚度时，停止移动可移动活塞107，再进行后续的吸声测试。因此，通过上述样品夹具，可以快速、精确设定空气层厚度。

待测样品可以是板式吸声材料或块状材料，或者是二者组合成的吸声结构等。具体使用时，当待测样品为板式吸声结构，如穿孔板，将其置于试件筒101和声阻抗管的测试管段之间，通过连接装置连接试件筒101和测试管并锁紧，同时将板式吸声材料的周边进行固定。当待测样品110为块状吸声材料，如多孔材料，测试时将该块状吸声材料置于试件筒101中，通过可移动活塞107的移动，将块状吸声材料朝试件筒101外的一面调整至试件筒101的管口，且与管口齐平，以便准确定位和精确得到表面声阻抗系数。

如图2所示，将待测样品110放入试件筒101的左端，利用可移动活塞107向左推动待测样品110直至待测样品110的左端的端面与试件筒101的左端的端面，即参考面位置，齐平；此时，待测样品110所处的位置作为基准位置，与待测样品110的右面紧贴的可移动活塞107所处的位置设定为初始位置，对应地将数字显示设备104上显示的数字清零；再将试件筒101与声阻抗管的测试管段通过活结连接；根据所需要设定的空气层厚度，通过把手105拉动或推动数字式标尺102，进而带动可移动活塞107移动，当数字显示设备104显示的数值等于所需要的空气层厚度时，停止移动可移动活塞107，再进行后续的吸声测试。因此，通过上述样品夹具，可以快速、精确设定空气层厚度。

此外，如图2所示，在放入待测样品110前，将可移动活塞107的左表面移动至试件筒101的左端的端面，即参考面位置，按下数字显示设备104清零按钮，将该参考面位置显示的数字清零，将此位置设为零点，安装待测样品110后，利用可移动活塞107向右拉动待测样品110，将待测样品110的左表面调整至与参考面位置齐平，这时，可移动活塞107移动的相对距离即为待测样品110的厚度。

在其他具体实施中，如图3和4所示，在试件筒的左端固有一连接外螺纹108，且与试件筒一体成型；在该连接外螺纹108用于通过活结将试件筒101的左端与测试管段连接并固定。

在其他具体实施例中，所述数字显示设备104还可以与试件筒101分离，不设置在试件筒101上，通过数据线将数字式标尺102与数字显示设备104连接，数字式标尺102移动的距离会在数字显示设备104上显示对应的数值。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于声阻抗管吸声测试的样品夹具，其特征在于，所述样品夹具包括：

试件筒(101)、数字式标尺(102)、数显支座(103)、数字显示设备(104)、可移动活塞(107)和把手(105)；

所述试件筒(101)为中空的管状结构；数字式标尺(102)的一端通过连接装置与可移动活塞(107)连接，将连接有可移动活塞(107)的数字式标尺(102)插入试件筒(101)中，数字式标尺(102)的另一端穿过标尺座(103)，且其另一端端部连接有把手(105)；所述标尺座(103)位于试件筒(101)与把手(105)之间，且通过固定装置固定在试件筒(101)的一端的端部；所述数字显示设备(104)固定在数显支座(103)上，实时显示数字式标尺相对移动的位移。

2.根据权利要求1所述的样品夹具，其特征在于，所述可移动活塞(107)呈柱状结构，且与试件筒配合，可移动活塞(107)的一端为平面，其另一端设有垂直于该端端部的定位结构(109)，用于将数字式标尺(102)固定，定位结构(109)上设有定位孔，通过螺钉将数字式标尺(102)与可移动活塞(107)固定连接。

3.根据权利要求1所述的样品夹具，其特征在于，数字显示设备为数字显示器或数字显示装置。

4.根据权利要求3所述的样品夹具，其特征在于，所述数字显示装置包括：数字显示子装置和数据存储设备；所述数字显示子装置通过专用线缆与数据存储设备连接，将数字式标尺测量的相对位移数据传输至数据存储设备进行存储。

5.根据权利要求2所述的样品夹具，其特征在于，利用容栅式原理或光栅式原理或磁栅式原理，分别在数字式标尺(102)的外表面和数字显示设备(104)的内部对应地安装定栅和动栅，在可移动活塞于试件筒内移动任意位置时清零，以实时显示活塞相对移动的距离，实现相对位移的准确测量；数字显示设备(104)的分辨率为0.001～0.1毫米。

6.根据权利要求1所述的样品夹具，其特征在于，可移动活塞(107)的外表面装有若干密封圈(106)或密封条，用于防止可移动活塞(107)在移动时漏气。

7.根据权利要求1所述的样品夹具，其特征在于，数显支座(103)或试件筒(101)的端部开有泄压孔(111)，用于减少可移动活塞在移动时由于压缩或膨胀产生的额外阻力。