隔声测试装置、隔声测试方法

1.本发明涉及隔声性能测试技术领域，具体涉及一种隔声测试装置、隔声测试方法。


背景技术：

2.现有隔声测试标准主要针对建筑样件，如门、窗、玻璃等，但对于一般性材料类隔声试样的测试要求并没有很明确。材料类隔声试样，由于其使用场合多变，往往将其制成较小尺寸的标准矩形板状试样开展隔声试验研究，相对于大尺寸试样，小尺寸试样的制样和试验更易于实现，且便于发现规律。
3.然而，小尺寸试样的隔声测试对于安装条件尤其敏感，目前惯用的试样安装方法主要是砌墙安装方法，但不同实验室的安装条件往往存在不小的差异，这种差异主要会对试样的边界条件造成影响，特别是在吻合频率以下，由于其具有很强的模态特征，而振动模态又与试样的边界密切相关，故而影响程度进一步加大。这也是同样的试样在不同实验室按照标准开展隔声测试，却存在较大结果差异的主要原因，测试结果的重复性和再现性很不理想。
4.如何提高测试结果的重复性和再现性，成为目前隔声测试领域的亟待解决的难题之一。


技术实现要素：

5.本发明是发明人基于对以下问题的研究和认知做出的：
6.同样的试样在不同实验室按照标准开展隔声测试，可能存在较大结果差异。同一个样件，实验室a、b和c都按统一标准测试，但总会得到迥异的测试结果；甚至是同一个实验室的不同操作人员，也会测出不同的结果。这是因为标准中对于样件的安装条件没有很明确的规定，这就导致各个实验室、各个实验人员各司其政，按照自己习惯的方式去安装样件，比如有的实验室用砌墙的方法安装，有的实验室用夹边的方式安装，有的实验员把样品夹得很紧，而有的实验员对样品夹得稍松，那么以上所述的安装方法的不同，都会对样件的边界条件造成严重影响，而边界条件又对样件的声学性能影响巨大，因此导致测试的结果各不相同。比如，同一块木制胶合板，实验室a测的隔声值是35分贝，而实验室b测出来就是32分贝，或者实验员1测出来是35分贝，而实验员2测出来却是34分贝。接着，按照材料隔声值的分级标准，实验室a就会定义这块材料属于等级class a，而实验室b可能就会定义这块材料属于等级class b，这就给样品的声学性能的定级造成了困扰。
7.提高测试结果的重复性和再现性，其中一个有效途径便是使试样有稳定可控的边界，即试样的安装和固定方法，包括特定装置的制作、特定的螺栓扭矩、特定的密封方式等，都是可以被流程化的。对于无明确使用场合的材料类隔声试样，无法模拟其实际使用条件下的边界，因而需要考虑对这部分试样实现其在隔声试验中边界支承条件的统一。自由、简支、固支等典型边界是首要考虑选项，其中，自由边界往往通过弹性悬挂的方式近似地实现，固支边界可以通过在试样周边焊接刚度较大的厚重金属框来实现，但在隔声试验中，板
件周边与洞口不可避免地接触，并需进行密封，故自由边界不易实现，另一方面，隔声试样在试验中需经常拆装、更换，因此固支边界的实施也不方便。而简支边界的实施具有可行性，其数值计算也利于模拟。
8.本发明为解决上述技术问题，本发明的第一个目的提供了一种隔声测试装置。
9.本发明的第二个目的在于提出一种隔声测试装置。
10.本发明采用的技术方案如下：
11.本发明第一方面的实施例提出了一种隔声测试装置，包括：隔声洞口，所述隔声洞口沿声源室一侧墙壁设置；多个定位螺栓，所述定位螺栓沿所述隔声洞口边延的墙壁上均匀安装；紧固夹具，所述紧固夹具通过通孔被对应安装于所述定位螺栓处，所述紧固夹具用于施加紧固压力；钢质挡板，所述钢质挡板焊接在所述隔声洞口内侧壁面上，且在所述钢质挡板的内侧粘贴橡胶衬垫；隔声试样，所述隔声试样置于所述隔声洞口中，且所述隔声试样的边缘抵住所述钢质挡板内侧的橡胶衬垫，且采用油泥将所述隔声试样与所述隔声洞口进行密封；木质压条，所述木质压条对应所述隔声试样的边界设置，且所述紧固夹具抵住所述木质压条，以使所述隔声试样的边缘被所述木质压条和所述钢质挡板从两侧夹紧。
12.本发明上述提出的隔声测试装置还可以具有如下附加技术特征：
13.根据本发明的一个实施例，所述隔声试样为边长≤1m、厚度≤15mm的矩形板状构件。
14.根据本发明的一个实施例，所述定位螺栓为m16螺栓，所述定位螺栓的数量为12个，分别设置在所述隔声洞口的每个角和所述隔声洞口的每条边的三等分点上。
15.根据本发明的一个实施例，所述紧固夹具的数量为12，每个所述紧固夹具由一块100mm
×
40mm
×
15mm的钢块和一根m12螺栓组成，且所述钢块上开有1个φ18的通孔和1个φ12的螺纹孔，所述紧固夹具通过所述φ18的通孔被安装于所述定位螺栓处，所述m12螺栓通过所述φ12的螺纹孔向所述隔声试样施加紧固压力。
16.根据本发明的一个实施例，所述钢质挡板焊接在所述隔声洞口中距离声源室一侧200mm处，且所述钢制挡板的尺寸为宽度20mm、厚度2mm，所述橡胶衬垫为3mm橡胶衬垫。
17.根据本发明的一个实施例，所述木质压条的数量为4根，且所述木质压条的截面尺寸20mm
×
20mm，且所述m12螺栓均匀顶住所述木质压条，且对每个m12螺栓施加4n
·
m的预紧扭矩。
18.本发明第二方面的实施例提出了一种隔声测试方法，包括以下步骤：沿声源室一侧的隔声洞口边延的墙壁上均匀安装定位螺栓；通过通孔在所述定位螺栓上安装紧固夹具；在隔声洞口内侧壁面上焊接钢质挡板，且在所述钢质挡板的内侧粘贴橡胶衬垫；将隔声试样置于所述隔声洞口中，对所述隔声试样边缘进行密封；对应所述隔声试样的边界设置木质压条，且所述紧固夹具抵住所述木质压条，以使所述隔声试样的边缘被所述木质压条和所述钢质挡板从两侧夹紧。
19.根据本发明的一个实施例，所述隔声试样为边长≤1m、厚度≤15mm的矩形板状构件。
20.根据本发明的一个实施例，所述定位螺栓为m16螺栓，所述定位螺栓的数量为12个，分别设置在所述隔声洞口的每个角和所述隔声洞口的每条边的三等分点上。
21.根据本发明的一个实施例，所述紧固夹具的数量为12，每个所述紧固夹具由一块
100mm
×
40mm
×
15mm的钢块和一根m12螺栓组成，且所述钢块上开有1个φ18的通孔和1个φ12的螺纹孔，所述紧固夹具通过所述φ18的通孔被安装于所述定位螺栓处，所述m12螺栓通过所述φ12的螺纹孔向所述隔声试样施加紧固压力。
22.本发明的有益效果：
23.本发明可以使小尺寸矩形薄板能够在隔声洞口中实现近似简支边界，操作简便、试样边界稳定可控，有利于大幅提高隔声试验效率和测试结果的重复性与再现性，尤其适用于无明确使用场合的小尺寸材料类薄板的隔声试验过程。
附图说明
24.图1是根据本发明一个实施例的隔声测试装置的立体结构示意图；
25.图2是根据本发明一个实施例的图1所示的隔声测试装置的a部分放大图；
26.图3是根据本发明一个实施例的隔声测试装置的侧视图；
27.图4是根据本发明一个具体示例的隔声试样1的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比图；
28.图5是根据本发明一个具体示例的隔声试样2的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比图；
29.图6是根据本发明一个具体示例的隔声试样3的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比图；
30.图7是根据本发明一个具体示例的隔声试样4的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比图；
31.图8是根据本发明一个具体示例的隔声试样5的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比图；
32.图9是根据本发明一个具体示例的隔声试样6的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比图；
33.图10是根据本发明一个实施例的隔声测试方法的流程图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.图1是根据本发明一个实施例的隔声测试装置的立体结构示意图，图2是根据本发明一个实施例的图1所示的隔声测试装置的局部放大图，图3是根据本发明一个实施例的隔声测试装置的侧视图。
36.需要说明的是，本发明提出的隔声测试装置基于建筑样件。
37.如图1-3所示，该隔声测试装置包括：隔声洞口1、定位螺栓2、紧固夹具3、钢质挡板4、隔声试样5、木质压条6。
38.其中，隔声洞口1沿声源室一侧墙壁设置；定位螺栓2包括多个，定位螺栓2沿隔声洞口1边延的墙壁上均匀安装；紧固夹具3通过通孔被对应安装于定位螺栓2处，紧固夹具3
用于施加紧固压力。钢质挡板4焊接在隔声洞口1内侧壁面上，且在钢质挡板4的内侧粘贴橡胶衬垫7；隔声试样5置于隔声洞口1中，且隔声试样5的边缘抵住钢质挡板4内侧的橡胶衬垫7，且采用油泥8将隔声试样5与隔声洞口1之间的缝隙进行密封；木质压条6对应隔声试样5的边界设置，且紧固夹具2抵住木质压条6，以使隔声试样5的边缘被木质压条6和钢质挡板4从两侧夹紧。
39.本发明的隔声试样5为小尺寸矩形薄板，即为边长≤1m、厚度≤15mm的矩形板状构件。
40.进一步地，在本发明的一个具体示例中，如图1所示，定位螺栓2为m16螺栓，定位螺栓2的数量为12个，分别设置在隔声洞口1的每个角和隔声洞口1的每条边的三等分点上。
41.在本发明的一个具体示例中，紧固夹具3的数量为12，如图2所示，每个紧固夹具3由一块100mm
×
40mm
×
15mm的钢块31和一根m12螺栓32组成，且钢块31上开有1个φ18的通孔和1个φ12的螺纹孔，紧固夹具3通过φ18的通孔被安装于定位螺栓处，m12螺栓32通过φ12的螺纹孔向隔声试样5施加紧固压力。
42.根据本发明的一个实施例，钢质挡板4焊接在隔声洞口1中距离声源室一侧200mm处，且钢制挡板4的尺寸为宽度20mm、厚度2mm，橡胶衬垫为3mm橡胶衬垫7。
43.根据本发明的一个实施例，木质压条6的数量为4根，且木质压条6的截面尺寸20mm
×
20mm，且m12螺栓均匀顶住木质压条6，且对每个m12螺栓施加4n
·
m的预紧扭矩。
44.也就是说，将4根截面尺寸20mm
×
20mm的木质压条6压住隔声试样5的4边，同时在声源室一侧通过上述十二个紧固夹具3上的m12螺栓32均匀顶住木质压条6，并对每个m12螺栓32施加4n
·
m的预紧扭矩。隔声试样5的边缘被木质压条6和钢质挡板4从两侧夹紧，从而被紧固在隔声洞口1中。
45.由上，可以使隔声试样得以在隔声洞口中的安装实现近似简支边界，该检测装置可以在不同的试验环境下推广应用。
46.利用本发明上述的隔声测试装置，将6种不同隔声试样(如表1所示，涵盖了不同厚度、不同材质)分别在隔声洞口1中进行安装可以实现近似简支边界。然后对上述6种隔声试样依据本发明在隔声洞口中安装后进行模态试验，图4～图9依次给出了6种隔声试样的频响曲线试验值与简支边界理论值的对比结果，其中，图4～图9横轴代表测试的频率frequency，纵轴代表样品随频率变化的结构速度频率响应velocity frf(frequency response function)，两条曲线分别为相应隔声试样的频响曲线(随频率变化的结构速度频率响应)和简支边界理论值。由图4～图9可以看出，采用本发明的技术方案，频响曲线试验值与简支边界理论值的吻合度良好。
47.表1
[0048][0049]
进一步地，表2以图4～图9为基础，给出了前5阶模态频率试验值与简直边界理论计算值的对比，可见模态频率的误差百分比均在5％以下，大多不超过3％。实施结果证明，本发明提出的方案，使隔声试样(薄板)在隔声洞口中实现近似简支边界，且实现结果可靠、有效。
[0050]
表2
[0051][0052]
综上所述，根据本发明实施例的隔声测试装置，沿声源室一侧墙壁设置隔声洞口，沿隔声洞口边延的墙壁上均匀安装定位螺栓，通过通孔将紧固夹具对应安装于定位螺栓处，以施加紧固压力，将钢质挡板焊接在隔声洞口内侧壁面上，且在钢质挡板的内侧粘贴橡胶衬垫，将隔声试样置于隔声洞口中，且隔声试样的边缘抵住钢质挡板内侧的橡胶衬垫，且采用油泥将隔声试样与隔声洞口进行密封，将木质压条对应隔声试样的边界设置，且紧固夹具抵住木质压条，以使隔声试样的边缘被木质压条和钢质挡板从两侧夹紧。由此，该装置可以使小尺寸矩形薄板能够在隔声洞口中实现近似简支边界，操作简便、试样边界稳定可控，有利于大幅提高隔声试验效率和测试结果的重复性与再现性，尤其适用于无明确使用场合的小尺寸材料类薄板的隔声试验过程。
[0053]
与上述的隔声测试装置相对应，本发明还提出一种隔声测试方法。本发明的方法
实施例与上述的装置实施例相对应，对于方法实施例中未披露的细节可参照上述的方法实施例，本发明中不再进行赘述。
[0054]
图10是根据本发明一个实施例的隔声测试方法的流程图，如图10所示，该方法包括以下步骤：
[0055]
s1，沿声源室一侧的隔声洞口边延的墙壁上均匀安装定位螺栓。
[0056]
s2，通过通孔在定位螺栓上安装紧固夹具。
[0057]
s3，在隔声洞口内侧壁面上焊接钢质挡板，且在钢质挡板的内侧粘贴橡胶衬垫。
[0058]
s4，将隔声试样置于隔声洞口中，对隔声试样边缘进行密封。
[0059]
s5，对应隔声试样的边界设置木质压条，且紧固夹具抵住木质压条，以使隔声试样的边缘被木质压条和钢质挡板从两侧夹紧。
[0060]
根据本发明的一个实施例，隔声试样为边长≤1m、厚度≤15mm的矩形板状构件。
[0061]
根据本发明的一个实施例，定位螺栓为m16螺栓，定位螺栓的数量为12个，分别设置在隔声洞口的每个角和隔声洞口的每条边的三等分点上。
[0062]
根据本发明的一个实施例，紧固夹具的数量为12，每个紧固夹具由一块100mm
×
40mm
×
15mm的钢块和一根m12螺栓组成，且钢块上开有1个φ18的通孔和1个φ12的螺纹孔，紧固夹具通过φ18的通孔被安装于定位螺栓处，m12螺栓通过φ12的螺纹孔向隔声试样施加紧固压力。
[0063]
根据本发明的一个实施例，钢质挡板焊接在隔声洞口中距离声源室一侧200mm处，且钢制挡板的尺寸为宽度20mm、厚度2mm，橡胶衬垫为3mm橡胶衬垫。
[0064]
木质压条的数量为4根，且木质压条的截面尺寸20mm
×
20mm，且m12螺栓均匀顶住木质压条，且对每个m12螺栓施加4n
·
m的预紧扭矩。
[0065]
根据本发明实施例的隔声测试方法，沿声源室一侧的隔声洞口边延的墙壁上均匀安装定位螺栓，通过通孔在定位螺栓上安装紧固夹具，在隔声洞口内侧壁面上焊接钢质挡板，且在钢质挡板的内侧粘贴橡胶衬垫，将隔声试样置于隔声洞口中，对隔声试样边缘进行密封，对应隔声试样的边界设置木质压条，且紧固夹具抵住木质压条，以使隔声试样的边缘被木质压条和钢质挡板从两侧夹紧。由此，该方法可以使小尺寸矩形薄板能够在隔声洞口中实现近似简支边界，操作简便、试样边界稳定可控，有利于大幅提高隔声试验效率和测试结果的重复性与再现性，尤其适用于无明确使用场合的小尺寸材料类薄板的隔声试验过程。
[0066]
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0067]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0068]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示
例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0069]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0070]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。