[发明专利]基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法

权利要求书

1.一种基于声强探头的辐射声功率插入损失自动化的测量方法，其特征在于，包括：

确定声强探头中两枚标量水听器之间的组装距离d，所述组装距离d满足其中λ为水中声波波长，确定声强探头中所述两枚标量水听器的安装位置，使得所述两枚标量水听器的连线方向指向被测结构物，根据所述声强探头的主瓣方向，确定各个声强探头阵元的位置；

测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；

测量计算敷设声学材料工况下试样的辐射声功率；

计算辐射声功率插入损失。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在所述确定各个声强探头阵元的位置之后，还包括：

选取一只标量水听器作为参照水听器，所述参照水听器的声压灵敏度频响曲线为A(ω,t)，相位灵敏度频响曲线为T_A(ω)；测试用于安装声强探头的每一只标量水听器的声压灵敏度频响曲线B_n(ω,t)和相位灵敏度T_Bn(ω)，计算出所述每一只标量水听器相对声压灵敏度和相对相位灵敏度ΔT_n＝T_A(ω)-T_Bn(ω)，并代入每只标量水听器进行声压和相位的校准。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率包括：

根据公式(1)测量在未敷设声学材料式样的辐射面上的总声强；

W_r＝∫_SI_rds (1)

其中，W_r为未敷设声学材料工况下试样辐射声功率，I_r为通过包络面元ds上的声强，S为敷设声学材料试样辐射声远场处的一个封闭包络面；

根据公式(2)同时测量空间同一点的声压和质点振速，把两者相乘获得改点的声强值：

其中，p为声强探头测到的声压，u_r为声强探头测到的质点振速；

在线性声学中，声压值与该点质点振速之间的关系如公式(3)所示：

当两个水听器间距Δr较小时，即k·Δr＜＜1，利用有限差分来近似压力梯度：

其中，ρ为介质密度，p₂，p₁分别为由两个水听器所测得的声压值；在同一点上的声压近似为：

在测量声压变化的随机过程中，测试环境不随时间变化，根据互相关理论，频域上获得声强测量值：

其中，I_m[·]表示取虚部，G₁₂(f)表示两个水听器测量得到的声压值互功率谱，并且：

根据所示公式(2)至公式(7)获得基于声强探头测量的未敷设声学材料工况下试样辐射声功率。

4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，在测量计算未敷设声学材料工况下试样的辐射声功率之后，还包括：

在利用激振器激励试样的同时，加速度传感器记录无覆盖层情况下钢板试样激励点加速度，记为其中i表示无覆盖层情况下的物理量，力传感器测得试样受力，记幅度为表示传感器编号；

根据加速度传感器幅度及力传感器幅度可得无覆盖层情况下稳态激振器有效输入功率：

利用激振器有效输入功率对辐射声功率Wⁱ进行归一化处理，得到归一化后的辐射声功率：