主权项 |
一种测量水声材料透声性能角谱的方法,其特征在于:该方法通过三个测试面上复声压测试,分离出不同频率、不同入射角度样品表面的入射波分量和透射波分量,从而得到样品的声压透射系数角谱,具体包括如下步骤:步骤一:假定声源位于待测样品上方z=zs处,在声源与待测材料间及待测材料背面,z=z1、z=z2和z=z3设定为三个测量面,测量面与待测材料互相平行,并假定z=0平面与待测材料重合,且原点与材料几何中心重合;步骤二:声源发射宽带信号,利用二维傅立叶变换则z=z1、z=z2和z=z3三个测量面上的复声压分解为各个方向上的平面波分量:<img file="FDA0000819347030000011.GIF" wi="1478" he="159" /><img file="FDA0000819347030000012.GIF" wi="1494" he="158" /><img file="FDA0000819347030000013.GIF" wi="1484" he="142" />步骤三:z1、z2面上的各平面波分量又可以用被测样品平面上的不同频率入射波和反射波平面分量表示:P(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,z<sub>1</sub>)=P<sub>i</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,0)exp(jk<sub>z</sub>z<sub>1</sub>)+P<sub>r</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,0)exp(‑jk<sub>z</sub>z<sub>1</sub>) (4) P(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,z<sub>2</sub>)=P<sub>i</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,0)exp(jk<sub>z</sub>z<sub>2</sub>)+P<sub>r</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,0)exp(‑jk<sub>z</sub>z<sub>2</sub>) (5) 通过式(4)和(5),可以分离出z=0面上入射平面波:<img file="FDA0000819347030000014.GIF" wi="1556" he="150" />步骤四:根据平面波传播原理,z=z3面上无样品时入射平面波为:P<sub>i</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,z<sub>3</sub>)=P<sub>i</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,0)exp(‑jk<sub>z</sub>z<sub>3</sub>) (7) z=z3面上有样品时入射平面波为:P<sub>t</sub>(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,z<sub>3</sub>)=P(k<sub>x</sub>,k<sub>y</sub>,z<sub>3</sub>) (8) 步骤五:由式(9)可以计算得到声波入射方向的声压透射系数:<img file="FDA0000819347030000015.GIF" wi="1542" he="351" />入射波的入射角度由下式确定:<img file="FDA0000819347030000021.GIF" wi="1293" he="95" />式中<img file="FDA0000819347030000022.GIF" wi="591" he="101" />f为声波频率。 |