本發(fā)明涉及吸聲材料的吸聲性能檢測設備，具體是一種多孔吸聲材料流阻測量儀。

背景技術：

多孔吸聲材料廣泛應用于廳堂的音質(zhì)設計和噪聲治理工程中，要求其需與周圍的傳聲介質(zhì)的聲特性阻抗匹配，使聲能無反射地進入多孔吸聲材料內(nèi)、并使入射聲能絕大部分被吸收。因而，研究和改進多孔吸聲材料的聲學性質(zhì)具有很重要的意義和實用價值。

多孔吸聲材料的聲學性質(zhì)由許多物理量決定，這就包括多孔吸聲材料的流阻物理量，流阻物理量能夠清楚地反映出多孔吸聲材料的微觀結構和吸聲性質(zhì)?？梢?，流阻測量為多孔吸聲材料產(chǎn)品質(zhì)量的即時監(jiān)控提供了一種有效地檢測方法，為多孔吸聲材料生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量控制提供了可靠地技術指導。

目前，多孔吸聲材料流阻測量的方法主要有水箱法和壓縮空氣法。其中，水箱法測量主要所采用的流阻測量儀例如中國專利文獻公開的“水箱法流阻儀”（公開號：cn201319029，公開日：2009年9月30日）等，這些技術雖然能夠對多孔吸聲材料的流阻進行有效地測量，但其存在體積龐大、使用不便、可靠性和經(jīng)濟性差等技術問題，不夠實用。壓縮空氣法測量主要所采用的流阻測量儀例如中國專利文獻公開的“一種用于空氣流阻測量的儀器”（公開號：cn104458200，公開日：2015年3月25日）等，這些技術雖然有效減小了結構體積、提高了使用操作的便利性，但其在進行試樣材料的流阻性能測量時，因試樣筒內(nèi)對試樣材料缺乏可靠、有效地支撐和定位結構，從而在測量過程中容易使試樣材料在試樣筒內(nèi)發(fā)生壓迫變形，進而導致測量結果不夠準確、可靠，這尤其在試樣材料與試樣筒內(nèi)壁之間的環(huán)空間隙未嚴謹密封的情況下更為顯見。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術目的在于：針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構體積小、操作方便、測量結果準確且可靠的多孔吸聲材料流阻測量儀。

本發(fā)明實現(xiàn)其技術目的所采用的技術方案是：一種多孔吸聲材料流阻測量儀，包括試樣筒，所述試樣筒的一端為密閉結構、另一端為敞開結構，所述試樣筒靠近密閉端的筒壁上至少設有壓差測量接頭和進氣接頭，所述試樣筒的中部內(nèi)壁上徑向支撐有柵格板，所述柵格板的外表面用于放置試樣材料，所述試樣材料主要由布置在試樣筒內(nèi)、且處在柵格板外側的環(huán)空密封組件軸向限位，所述環(huán)空密封組件上具有氣體流道、且所述環(huán)空密封組件與試樣筒內(nèi)壁緊密配合。

作為優(yōu)選方案，所述環(huán)空密封組件主要由軸向依序布置的前錐形環(huán)和后錐形環(huán)組成，所述前錐形環(huán)的大徑端匹配于試樣筒的內(nèi)徑、小徑端向后，所述前錐形環(huán)上軸向設有至少一個氣體流道，所述后錐形環(huán)的大徑端匹配于試樣筒的內(nèi)徑、小徑端向前，所述后錐形環(huán)上軸向設有至少一個氣體流道，所述前錐形環(huán)和后錐形環(huán)的外壁與試樣筒的內(nèi)壁之間構成三角形或梯形狀的環(huán)空，所述環(huán)空內(nèi)設有體積大于環(huán)空最小容積的柔性膨脹環(huán)，軸向位移的前錐形環(huán)和后錐形環(huán)之間擠壓膨脹環(huán)徑向變形而實現(xiàn)環(huán)空密封。

進一步的，所述環(huán)空密封組件還具有操作桿和調(diào)節(jié)螺桿，所述調(diào)節(jié)螺桿將后錐形環(huán)和前錐形環(huán)軸向依序連接在一起、且延伸出前錐形環(huán)的外表面，所述操作桿軸向延伸進試樣筒內(nèi)、且與調(diào)節(jié)螺桿螺紋連接。再進一步的，所述操作桿和/或調(diào)節(jié)螺桿上集成有對后錐形環(huán)和柵格板之間的試樣材料進行厚度測量的厚度測量儀。

進一步的，所述前錐形環(huán)上的氣體流道和后錐形環(huán)上的氣體流道軸向對應。

進一步的，所述后錐形環(huán)的大徑端外壁與試樣筒的內(nèi)壁之間設有密封墊。

作為優(yōu)選方案，所述試樣筒的端部密閉結構主要由試樣筒對應端部和封堵在試樣筒對應端部的底座組成，所述底座為內(nèi)徑匹配試樣筒對應端部外徑的盲孔結構，所述底座的內(nèi)部底面與試樣筒的對應端部之間設有密封墊。

作為優(yōu)選方案，所述試樣筒主要由軸向連接在一起的試樣筒前段和試樣筒后段組成，所述試樣筒后段的內(nèi)徑小于試樣筒前段的內(nèi)徑，所述試樣筒后段和試樣筒前段之間的連接處用于支撐柵格板。進一步的，所述試樣筒前段和試樣筒后段之間的內(nèi)徑差為2～10mm。

本發(fā)明的有益技術效果是：

1.本發(fā)明基于壓縮空氣法而實現(xiàn)，其具有結構體積小、操作方便、可靠性和經(jīng)濟性好等特點；在不影響氣體流動效果的前提下，本發(fā)明在試樣筒的中部處設置了柵格板和環(huán)空密封組件，通過柵格板對試樣筒內(nèi)的試樣材料實現(xiàn)徑向的支撐，從而其既能有利于提高試樣筒內(nèi)試樣材料安裝操作的便利性和可靠性，又能有效地確保安裝于試樣筒內(nèi)的試樣材料平整、不變形，還能有效地避免因徑向支撐而對試樣筒內(nèi)試樣材料的氣體接觸表面所造成的影響，有利于有效、可靠地提高并確保多孔吸聲材料流阻測量的準確性和可靠性，這尤其在環(huán)空密封組件有效封堵試樣材料和試樣筒內(nèi)壁之間環(huán)空間隙的情況下更為可靠、顯著，實用性強；

2.本發(fā)明的環(huán)空密封組件既能輕松、方便的實現(xiàn)其在試樣筒內(nèi)的可位移調(diào)整操作，又能有效地確保流阻測量的氣流通道的順暢，還能有效、可靠地實現(xiàn)試樣材料與試樣筒內(nèi)壁之間環(huán)空間隙的嚴謹、結實密封，使得流阻測量的準確性和可靠性得到強力保證；

3.本發(fā)明在實現(xiàn)試樣材料流阻性能測量的同時，還能對裝夾于環(huán)空密封組件和柵格板之間的試樣材料的厚度形成有效、可靠、準確地測量，不僅有利于進一步確保流阻測量的準確性和可靠性，而且能夠有效地簡化并降低試樣材料吸聲性能的檢測作業(yè)的繁瑣性和技術難度，經(jīng)濟性好；

4.本發(fā)明試樣筒的結構既能有效簡化并降低各個部件的裝夾、組裝難度，又能對柵格板形成有效支撐定位，還能對試樣材料的外周與試樣筒的內(nèi)壁之間的環(huán)空間隙形成有效、可靠地遮擋、屏蔽，進而有利于可靠地引導空氣盡可能的經(jīng)試樣材料的氣體接觸表面而流動，大幅降低空氣流經(jīng)試樣材料與試樣筒內(nèi)壁之間環(huán)空間隙的流量，從而又能進一步的確保流阻測量的準確性和可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種使用狀態(tài)參考圖。

圖中代號含義：1—底座；2—試樣筒后段；3—試樣筒前段；4—柵格板；5—后錐形環(huán)；6—膨脹環(huán)；7—前錐形環(huán)；8—調(diào)節(jié)螺桿；9—操作桿；10—壓差測量接頭；11—進氣接頭；12—試樣材料；13—壓差測量組件；14—氣泵組件；15—流量控制閥；16—計算機。

具體實施方式

本發(fā)明為多孔吸聲材料流阻測量用的測量儀，其基于壓縮空氣法而實現(xiàn)測量操作，下面以多個實施例對本發(fā)明的技術內(nèi)容進行詳細說明。其中，實施例1結合附圖1和圖2進行詳細、具體的說明，其它實施例雖未單獨繪圖、但其主體結構可參照實施例1的附圖。

實施例1

參見圖1和圖2所示，本發(fā)明包括試樣筒、氣泵組件14和計算機16。

其中，試樣筒為一端密閉、另一端敞開的盲孔結構。具體的，試樣筒主要由軸向依序布置的試樣筒前段3、試樣筒后段2和底座1組成。試樣筒前段3和試樣筒后段2分別為兩端敞開的圓筒狀結構，要求試樣筒后段2的內(nèi)徑小于試樣筒前段3的內(nèi)徑，二者的內(nèi)徑差的范圍為2～10mm，例如3mm、5mm、7mm或10mm等，優(yōu)選范圍為5～7mm；試樣筒后段2的前端端部外壁具有螺紋連接頭、試樣筒前段3的后端端部內(nèi)壁具有螺紋連接頭，試樣筒后段2的前端端部和試樣筒前段3的后端端部通過對應且匹配的螺紋連接頭軸向連接組合在一起，二者連接處的內(nèi)壁之間具有環(huán)周的凸臺。底座1為內(nèi)徑匹配試樣筒后段2后端端部外徑的盲孔結構；底座1的前端端部內(nèi)壁具有螺紋接頭，試樣筒后段2的后端端部外壁上具有螺紋連接頭，底座1的前端端部和試樣筒后段2的后端端部通過對應且匹配的螺紋連接頭軸向連接組合在一起，底座1的內(nèi)部底面與試樣筒后段2的后端端部之間設有密封墊，由此可見，試樣筒的端部密閉結構主要由試樣筒對應端部和封堵在試樣筒對應端部的底座組成。前述試樣筒后段2的筒壁中部位置徑向設有壓差測量接頭10和進氣接頭11，即在整個試樣筒的結構中，壓差測量接頭10和進氣接頭11的布置位置靠近試樣筒的密閉端；壓差測量接頭10直接或間接連接有壓差測量組件13（例如差壓變送器），進氣接頭11直接或間接連接有對氣體流量進行監(jiān)測、控制的流量控制閥15。

上述試樣筒的中部內(nèi)壁上徑向支撐有柵格板4，即該柵格板4放置在試樣筒后段2和試樣筒前段3之間的連接處的環(huán)周凸臺上，柵格板4朝向底座1的表面為內(nèi)表面，相背于內(nèi)表面的面為外表面，柵格板4的外表面用于放置多孔吸聲材料的試樣材料12；為了確保流經(jīng)柵格板4的空氣能夠暢通流動，要求柵格板4的穿孔率≥30%，當然，在保證結構強度的前提下穿孔率越大越好。前述柵格板4外側的試樣筒內(nèi)還設有環(huán)空密封組件，即環(huán)空密封組件處在試樣筒前段3的內(nèi)空內(nèi)；放置在柵格板4上的試樣材料12主要由布置在試樣筒內(nèi)、且處在柵格板4外側的環(huán)空密封組件軸向限位、裝夾，即試樣材料12布置在環(huán)空密封組件和柵格板4之間，因而要求環(huán)空密封組件上必須設有氣體流道，而且要求環(huán)空密封組件與試樣筒的內(nèi)壁之間能夠實現(xiàn)緊密配合。

具體的，環(huán)空密封組件主要由軸向依序布置的前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5組成。前錐形環(huán)7的軸向端面呈近似十字形狀結構；前錐形環(huán)7的大徑端匹配于試樣筒前段3的內(nèi)徑，且要求前錐形環(huán)7的小徑端向后布置；在前錐形環(huán)7的軸向上設有四個氣體流道；后錐形環(huán)5的軸向端面亦呈近似十字形狀結構，后錐形環(huán)5的大徑端匹配于試樣筒前段3的內(nèi)徑，且要求后錐形環(huán)5的小徑端向前布置，后錐形環(huán)5的大徑端外壁與試樣筒前段3的內(nèi)壁之間設有密封墊；在后錐形環(huán)5的軸向設有四個氣體流道，后錐形環(huán)5上的四個氣體流道與前錐形環(huán)7上的四個氣體流道在軸向上一一對應。由此可見，前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5以小徑端相向的方式布置在試樣筒前段3內(nèi)，前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5的小徑端外壁與試樣筒前段3的內(nèi)壁之間構成近似梯形狀（或者三角形狀）結構的環(huán)空，在該環(huán)空內(nèi)設有體積略大于環(huán)空最小容積的柔性膨脹環(huán)6，如此，在前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5之間的相對軸向位移操作下，前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5之間能夠擠壓膨脹環(huán)6產(chǎn)生徑向變形，從而使徑向變形的膨脹環(huán)6對環(huán)空密封組件與試樣筒之間的環(huán)空間隙實現(xiàn)嚴密的封堵、密封。為了實現(xiàn)前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5的相對軸向位移操作，前述環(huán)空密封組件還具有操作桿9和調(diào)節(jié)螺桿8；調(diào)節(jié)螺桿8軸向穿裝在后錐形環(huán)5和前錐形環(huán)7的軸心處，將后錐形環(huán)5和前錐形環(huán)7軸向依序連接在一起，調(diào)節(jié)螺桿8的前端端部延伸出前錐形環(huán)7的外表面；操作桿9的外端處在試樣筒前端端部的外部，操作桿9的內(nèi)端軸向延伸進試樣筒前段3內(nèi)，操作桿9的內(nèi)端與調(diào)節(jié)螺桿8的前端端部在前錐形環(huán)7的外表面處實現(xiàn)螺紋連接，通過操作桿9的旋轉操作而使調(diào)節(jié)螺桿8實現(xiàn)周向旋轉，進而實現(xiàn)前錐形環(huán)7和后錐形環(huán)5的相對軸向位移操作。

上述操作桿9和調(diào)節(jié)螺桿8上集成有對試樣材料12進行厚度測量的厚度測量儀，即厚度測量儀以調(diào)節(jié)螺桿8和操作桿9為載體，對試樣筒內(nèi)的、后錐形環(huán)5和柵格板4之間的試樣材料12進行厚度測量，所測量數(shù)據(jù)傳輸至操作桿9的外端端部處，以便讀取。

氣泵組件14主要由空氣壓縮機和壓縮空氣輸送管線等組成。氣泵組件14直接或間接連接在流量控制閥15，用于通過流量控制閥15向試樣筒內(nèi)輸送壓縮空氣，在試樣筒內(nèi)部和外部建立壓力差。

計算機16通過控制信號線連接在壓差測量組件13和流量控制閥15。計算機16一方面通過壓差測量組件13獲取試樣筒內(nèi)部和外部之間的壓力差，另一方面根據(jù)所獲得的壓力差及試驗要求而控制流量控制閥15的開度，最終換算獲得試樣筒內(nèi)試樣材料12的流阻值。

實施例2

本發(fā)明包括試樣筒、氣泵組件和計算機。

其中，試樣筒為一端密閉、另一端敞開的盲孔結構。具體的，試樣筒主要由筒體和底座組成。底座為內(nèi)徑匹配筒體后端端部外徑的盲孔結構，底座的前端端部內(nèi)壁具有螺紋接頭；筒體的后端端部外壁上具有螺紋連接頭，底座的前端端部和筒體的后端端部通過對應且匹配的螺紋連接頭軸向連接組合在一起，底座的內(nèi)部底面與筒體的后端端部之間設有密封墊，由此可見，試樣筒的端部密閉結構主要由試樣筒對應端部和封堵在試樣筒對應端部的底座組成。試樣筒筒體的中部內(nèi)壁上設有徑向向內(nèi)凸起環(huán)周或散布的定位凸臺。前述定位凸臺與底座之間的筒體上徑向設有壓差測量接頭和進氣接頭，即在整個試樣筒的結構中，壓差測量接頭和進氣接頭的布置位置靠近試樣筒的密閉端；壓差測量接頭直接或間接連接有壓差測量組件（例如差壓變送器），進氣接頭直接或間接連接有對氣體流量進行監(jiān)測、控制的流量控制閥。

上述試樣筒的中部內(nèi)壁上徑向支撐有柵格板，即該柵格板放置在試樣筒中部內(nèi)壁的定位凸臺上，柵格板朝向底座的表面為內(nèi)表面，相背內(nèi)表面的面為外表面，柵格板的外表面用于放置多孔吸聲材料的試樣材料；為了確保流經(jīng)柵格板的空氣能夠暢通流動，要求柵格板的穿孔率≥30%，當然，在保證結構強度的前提下穿孔率越大越好。前述柵格板外側的試樣筒內(nèi)還設有環(huán)空密封組件；放置在柵格板上的試樣材料主要由布置在試樣筒內(nèi)、且處在柵格板外側的環(huán)空密封組件軸向限位、裝夾，即試樣材料布置在環(huán)空密封組件和柵格板之間，因而要求環(huán)空密封組件上必須設有氣體流道，而且要求環(huán)空密封組件與試樣筒的內(nèi)壁之間能夠實現(xiàn)緊密配合。

具體的，環(huán)空密封組件主要由軸向依序布置的前錐形環(huán)和后錐形環(huán)組成。前錐形環(huán)的軸向端面呈近似日字形狀結構；前錐形環(huán)的大徑端匹配于試樣筒的內(nèi)徑，且要求前錐形環(huán)的小徑端向后布置；在前錐形環(huán)的軸向上設有兩個氣體流道；后錐形環(huán)的軸向端面亦呈近似日字形狀結構，后錐形環(huán)的大徑端匹配于試樣筒的內(nèi)徑，且要求后錐形環(huán)的小徑端向前布置，后錐形環(huán)的大徑端外壁與試樣筒的內(nèi)壁之間設有密封墊；在后錐形環(huán)的軸向設有兩個氣體流道，后錐形環(huán)上的兩個氣體流道與前錐形環(huán)上的兩個氣體流道在軸向上一一對應。由此可見，前錐形環(huán)和后錐形環(huán)以小徑端相向的方式布置在試樣筒內(nèi)，前錐形環(huán)和后錐形環(huán)的小徑端外壁與試樣筒的內(nèi)壁之間構成近似梯形狀（或者三角形狀）結構的環(huán)空，在該環(huán)空內(nèi)設有體積略大于環(huán)空最小容積的柔性膨脹環(huán)，如此，在前錐形環(huán)和后錐形環(huán)之間的相對軸向位移操作下，前錐形環(huán)和后錐形環(huán)之間能夠擠壓膨脹環(huán)產(chǎn)生徑向變形，從而使徑向變形的膨脹環(huán)對環(huán)空密封組件與試樣筒之間的環(huán)空間隙實現(xiàn)嚴密的封堵、密封。為了實現(xiàn)前錐形環(huán)和后錐形環(huán)的相對軸向位移操作，前述環(huán)空密封組件還具有操作桿和調(diào)節(jié)螺桿；調(diào)節(jié)螺桿軸向穿裝在后錐形環(huán)和前錐形環(huán)的軸心處，將后錐形環(huán)和前錐形環(huán)軸向依序連接在一起，調(diào)節(jié)螺桿的前端端部延伸出前錐形環(huán)的外表面；操作桿的外端處在試樣筒前端端部的外部，操作桿的內(nèi)端軸向延伸進試樣筒內(nèi)，操作桿的內(nèi)端與調(diào)節(jié)螺桿的前端端部在前錐形環(huán)的外表面處實現(xiàn)螺紋連接，通過操作桿的旋轉操作而使調(diào)節(jié)螺桿實現(xiàn)周向旋轉，進而實現(xiàn)前錐形環(huán)和后錐形環(huán)的相對軸向位移操作。

上述操作桿和調(diào)節(jié)螺桿上集成有對試樣材料進行厚度測量的厚度測量儀，即厚度測量儀以調(diào)節(jié)螺桿和操作桿為載體，對試樣筒內(nèi)的、后錐形環(huán)和柵格板之間的試樣材料進行厚度測量，所測量數(shù)據(jù)傳輸至操作桿的外端端部處，以便讀取。

氣泵組件主要由空氣壓縮機和壓縮空氣輸送管線等組成。氣泵組件直接或間接連接在流量控制閥，用于通過流量控制閥向試樣筒內(nèi)輸送壓縮空氣，在試樣筒內(nèi)部和外部建立壓力差。

計算機通過控制信號線連接在壓差測量組件和流量控制閥。計算機一方面通過壓差測量組件獲取試樣筒內(nèi)部和外部之間的壓力差，另一方面根據(jù)所獲得的壓力差及試驗要求而控制流量控制閥的開度，最終換算獲得試樣筒內(nèi)試樣材料的流阻值。

實施例3

本實施例的其它內(nèi)容與實施例1或2相同，不同之處在于：厚度測量儀集成在后錐形環(huán)的內(nèi)表面上，且厚度測量儀的信號線從后錐形環(huán)的氣體流道內(nèi)引出。

實施例4

本實施例的其它內(nèi)容與實施例1或2相同，不同之處在于：去除厚度測量儀，即消除對試樣材料的厚度測量功能。

實施例5

本實施例的其它內(nèi)容與實施例1或2相同，不同之處在于：1.去除厚度測量儀，即消除對試樣材料的厚度測量功能；2.去除調(diào)節(jié)螺桿；3.前錐形環(huán)上軸向連接有能夠延伸出試樣筒的操作桿，該操作桿和前錐形環(huán)組成活塞結構，通過操作桿的軸向推進而實現(xiàn)前錐形環(huán)和后錐形環(huán)之間的軸向位移調(diào)整。

以上各實施例僅用以說明本發(fā)明，而非對其限制；盡管參照上述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：本發(fā)明依然可以對上述各實施例中的具體技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。