本實用新型涉及汽車聲學性能測試領域，具體涉及一種針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)。

背景技術：

隨著汽車保有量的飛速增長，汽車噪聲污染問題越來越嚴重，相應的噪聲控制法規(guī)也越來越嚴格。發(fā)動機進排氣噪聲是汽車主要的噪聲源，采用結構合理的消聲器是降低整車噪聲最有效、最簡單的途徑。

消除噪聲是消聲器最主要的功能，當設計一個消聲元件時，需要知道其具體的消聲效果。傳遞損失是衡量一個消聲器消聲能力最直接的技術指標，其定義是聲音在傳聲器傳遞過程中損失的能量大小。

進排氣噪聲成分復雜，包含發(fā)動機燃燒噪聲、機械噪聲，還有進排氣氣流在管道中高速流動產生的氣動噪聲。目前針對發(fā)動機燃燒噪聲和機械噪聲已設計出專門的測試臺架，而對于氣動噪聲還停留在軟件模擬分析和裝車測試的手段，缺少一種簡單快捷、可重復進行的臺架測試手段。

本實用新型的目的是彌補在現(xiàn)有技術領域內對汽車進排氣系統(tǒng)氣動噪聲傳遞損失測試的空白，提供一種結構簡單、操作方便、精確度高的測試裝置和方法。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)裝置在實際應用中的諸多不足，其結構簡單、測試精度高、操作方便。

本實用新型的技術方案是：一種針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)，包括變頻離心式風機和連接待測消聲器兩端的上、下兩段駐波管以及連接風機出口和上段駐波的風機噪聲消聲器；在風機和風機噪聲消聲器之間設有帶泄壓閥消聲器的泄壓閥；還包括設置在上段駐波管內的空氣流量傳感器和空氣壓力傳感器和設置在上、下兩段駐波管內的傳聲器組。

進一步的：還包括依次電性連接的模/數(shù)轉換板、增益放大器及計算機，所述模/數(shù)轉換板還與傳聲器組、空氣流量傳感器和空氣壓力傳感器分別電性連接，所述計算機還與泄壓閥、風機電連。

進一步的：還包括依次電性連接的接收傳聲器組信號的模/數(shù)轉換板、接收模/數(shù)轉換板信號的增益放大器及接收增益放大器信號的計算機；還包括接收空氣流量傳感器和空氣壓力傳感器的輸出信號并控制泄壓閥及風機運轉的分控制器。

進一步的：所述風機噪聲消聲器包括主管道、位于主管道上的開孔、將內部分隔成若干獨立空腔的隔板和高頻消聲罐。

本實用新型的有益效果是：本實用新型針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)及方法，使用變頻風機代替發(fā)動機排氣氣流，并實時調整測試系統(tǒng)內的流量和壓力，為氣動噪聲傳遞損失提供了穩(wěn)定的流場；本實用新型利用傳聲器組測試駐波管內待測消聲器前后的聲壓，并根據駐波比法計算傳遞損失；本實用新型結構簡單、操作方便、精確度高，彌補在現(xiàn)有技術領域內對汽車進排氣系統(tǒng)氣動噪聲傳遞損失測試的空白，可廣泛的應用于汽車行業(yè)進排氣系統(tǒng)的開發(fā)及性能分析，從而提高產品的品質和市場競爭力。

附圖說明

圖1為本實用新型針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本實用新型中的風機噪聲消聲器結構圖；

圖3 為本實用新型中的駐波管內部結構圖；

圖4為本實用新型針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試的方法流程圖；

圖5為本實用新型中傳遞損失測試原理圖；

圖6為使用本實用新型測試的傳聲器氣動噪聲傳遞損失結果曲線；

圖7為本實用新型針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)另一結構示意圖。

圖中序號說明：1為風機、2為風機噪聲消聲器、3為空氣流量傳感器、4為空氣壓力傳感器、5為駐波管、6為待測消聲器、7為傳聲器組、8為泄壓閥、9為泄壓閥消聲器、10為模/數(shù)轉換板、11為增益放大器、12為計算機、13為分控制器；201為主管道、202為開孔、203為隔板204為高頻消聲罐；501為上段駐波管、502為下段駐波管；701-704傳聲器組的各傳聲器。

具體實施方式

下面結合附圖1～7對本實用新型的實施方式作進一步說明。

實施例1：

一種針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)，如圖1所示，包括變頻離心式風機1、風機噪聲消聲器2、空氣流量傳感器3、空氣壓力傳感器4、駐波管5、待測消聲器6、傳聲器組7、電子空氣泄壓閥8、泄壓閥消聲器9、模/數(shù)轉換板10、增益放大器11及計算機12。變頻離心式風機1的出風口連接風機噪聲消聲器2的進氣端；電子空氣泄壓閥8和泄壓閥消聲器9串聯(lián)安裝在離心式風機1的旁支管道上；駐波管5的前段管一端連接風機噪聲消聲器2的出氣端，另一端連接待測消聲器6的進氣端；待測消聲器6的出氣端連接駐波管5的后段管的一端；空氣流量傳感器3和空氣壓力傳感器4安裝在駐波管5的上段管內部，其信號輸出端連接模/數(shù)轉換板10的信號輸入端；傳聲器組7安裝在駐波管5中的專用孔當中，其信號輸出端連接模/數(shù)轉換板10的信號輸入端；模/數(shù)轉換板10的信號輸出端連接增益放大器11的信號輸入端；增益放大器11的信號輸出端連接計算機12的信號輸入端；計算機12的輸出端分別連接變頻離心式風機1的信號輸入端和電子空氣泄壓閥8的信號輸入端。

本實施例中的變頻離心式風機1用于產生測試所需要的空氣氣流，并根據計算機12的指示實時改變出口氣流的流量和壓力。本實施例中的變頻離心式風機1的最大空氣流量為2500 千克/小時，最大出口壓力為50 千帕，可模擬排量1.5～2.0L的發(fā)動機的進排氣氣流。

本實施例中的風機噪聲消聲器2，用于消除變頻離心式風機1所產生的噪聲。其內部結構如圖2所示，包括主管道201、開孔管202、隔板203和高頻消聲罐204。主管道201在消聲器內部按照多段迷路式布置，起到抗性消聲的效果；開孔管202上的小孔按一定順序排列，對中高頻噪聲起到消除作用；隔板203將消聲器內部分隔成多個獨立的空腔，以增強消聲效率；高頻消聲罐204中裝有吸音棉，用以消除風機噪聲中主要的高頻成分。

本實施例中的空氣流量傳感器3，用于監(jiān)測駐波管5內的空氣流量。

本實施例中的空氣壓力傳感器4，用于監(jiān)測駐波管5內的空氣壓力。

本實施例中的駐波管5，用于連接待測消聲器6并產生測試用的平面駐波聲場。其內部結構如圖3所示，包括上段管501和下段管502。上段管501中留有2個傳聲器插槽、1個空氣流量傳感器3信號線插孔和1個空氣壓力傳感器4插孔；下段管502中留有2個傳聲器插槽。根據消聲器的頻率特性及駐波理論的截止頻率要求，確定駐波管5的管徑為30mm。

本實施例中的傳聲器組7，包括4個標準1/2英寸傳聲器，用于測試駐波管5內固定位置的聲壓值。

本實施例中的電子空氣泄壓閥8，用于維持駐波管5內的壓力穩(wěn)定。當空氣壓力傳感器4監(jiān)測的空氣壓力超過系統(tǒng)預設值時，計算機12就會發(fā)出指定使電子空氣泄壓閥8的排氣閥門打開泄壓。

本實施例中的泄壓閥消聲器9，用于消除空氣泄壓噪聲。

本實施例中的模/數(shù)轉換板10，采用美國國家儀器（National Instruments）數(shù)據采集系統(tǒng) NI 9234型，

用于將傳感器產生的模擬電壓信號轉換為計算機12可識別的數(shù)字信號。

本實施例中的增益放大器11，選用德州儀器（Texas Instruments）輸入運算放大器 TL084型，用于對信號進行噪聲過濾和放大。

本實施例中的計算機12，起到控制器的作用，用于收集錄入增益放大器的數(shù)據，并根據現(xiàn)有技術及本實用新型披露的公式進行計算，不涉及未知或未公開的程序，用于根據傳聲器組7采集的聲壓信號計算傳遞損失，并根據流量傳感器3和壓力傳感器4采集來的流量和壓力信號控制變頻離心式風機1和電子空氣泄壓閥8以維持駐波管5內的流量和壓力穩(wěn)定。

實施例2：

本實施例中的針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)與實施例1的區(qū)別在于，除要對每個傳聲器進行幅值標定外，還應對其進行相位標定，使4個傳聲器在同一時刻的滯后角等于0，使得他們在相位上保持同步，從而使傳聲器采集的聲壓信號更為準確，以最大限度的消除測量誤差。

實施例3：

本實施例中的針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)與實施例1的區(qū)別在于，為保證測試結果的精度和一致性，測試環(huán)境的溫度、濕度、大氣壓力水平應保持穩(wěn)定，周圍無電磁干擾且背景噪聲應小于36分貝。

實施例4：

本實施例中的針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)與實施例1的區(qū)別在于，當待測消聲器匹配的發(fā)動機排量小于1.5L或大于2.0L時，選擇其他規(guī)格的變頻離心式風機以提供適合的空氣流量和壓力。

實施例5：

本實施例中的針對氣動噪聲的消聲器傳遞損失測試系統(tǒng)與實施例1的區(qū)別在于，如圖7所示，還設有分控制器13，接收空氣流量傳感器3、空氣壓力傳感器4的輸出信號并控制風機及泄壓閥的運行。

本實用新型結構的測試方法，采用如實施例1－5中所述任一種裝置，包括以下步驟：

步驟1: 將待測消聲器固定在臺架上，并將前后段駐波管分別連接消聲器的進口端和出口端；

步驟2：啟動風機，對測試系統(tǒng)進行初始化設置；

步驟3: 監(jiān)測駐波管內的空氣流量和壓力；

步驟4: 根據事先實際測得并輸入控制器或計算機的發(fā)動機排氣流量和壓力曲線，控制風機和泄壓閥以維持系統(tǒng)內的流量和壓力；

步驟5: 測試駐波管內相應位置的聲壓值；計算傳遞損失。

優(yōu)選的：所述步驟5中計算機對傳聲器采集的聲壓信號進行加窗降噪、加權平均、傅里葉變換處理后，得到每一傳感器所在位置的聲壓頻譜信號，再利用駐波比法，將聲壓頻譜信號分解為入射聲波A、反射聲波B、透射聲波C和二次反射聲波D，并計算得出待測消聲器的傳遞損失。實施例1中輸出測試的消聲器傳遞損失結果曲線；如圖6所示，為在測試系統(tǒng)模擬發(fā)動機2檔3000轉時的氣流沖擊下，待測消聲器的氣動噪聲傳遞損失。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。