Technika pomiaru współczynnika pochłaniania dźwięku zgodna z ISO 10534‑2 przy użyciu rury impedancyjnej.
Rura impedancyjna, znana również jako rura Kundta, to jedno z najważniejszych narzędzi w akustyce materiałowej, wykorzystywane do precyzyjnego pomiaru takich parametrów jak współczynnik pochłaniania dźwięku, impedancja akustyczna oraz Sound Transmission Loss (STL). Pomiar odbywa się zgodnie z normą ISO 10534-2 oraz ASTM E1050, co gwarantuje pełną zgodność z międzynarodowymi standardami.
Na czym polega pomiar?
W badaniu z użyciem rury impedancyjnej próbka badanego materiału umieszczana jest wewnątrz specjalnej rury falowodowej. Na jednym końcu znajduje się źródło dźwięku (najczęściej głośnik generujący biały szum), a wzdłuż rury – mikrofony pomiarowe, które rejestrują rozkład ciśnienia akustycznego. Mierzone są fale padające i odbite, dzięki czemu możliwe jest wyznaczenie parametrów opisujących zachowanie materiału.
Co to jest współczynnik pochłaniania dźwięku?
Współczynnik pochłaniania dźwięku (α) określa, jaka część energii fali akustycznej zostaje pochłonięta przez materiał. Wartość α mieści się w przedziale od 0 (brak pochłaniania) do 1 (pełne pochłanianie). W pomiarze z użyciem rury impedancyjnej uzyskuje się ten parametr dla padania prostopadłego (normal incidence), co jest istotne przy analizie cienkowarstwowych materiałów porowatych lub pianek technicznych.
Co to jest Sound Transmission Loss (STL)?
Sound Transmission Loss (STL) to parametr określający zdolność materiału do tłumienia dźwięku przechodzącego przez jego strukturę. Jest to różnica między energią fali padającej a energią fali transmitowanej, wyrażona w decybelach. Do pomiaru STL metodą rurową stosuje się konfigurację z czterema mikrofonami – dwa z przodu próbki i dwa za nią – co umożliwia rejestrację zarówno fali padającej, odbitej, jak i transmitowanej.
Co jeszcze można zmierzyć rurą impedancyjną?
Oprócz współczynnika pochłaniania i STL, za pomocą rury impedancyjnej można wyznaczyć również inne parametry:
- Impedancję akustyczną – złożony opór akustyczny powierzchni materiału,
- Współczynnik odbicia (zespolony),
- Macierz przeniesienia (Transfer Matrix) – umożliwiającą estymację zachowania materiału w innych warunkach (np. przy polu rozproszonym),
- Parametry strukturalne materiałów porowatych zgodnie z modelem Johnson–Champoux–Allard–Lafarge (JCAL): porowatość, rezystywność przepływu, krętność, charakterystyczne długości dyfuzyjne.
Dlaczego rura impedancyjna?
W porównaniu do dużych komór pogłosowych, rura impedancyjna oferuje wiele zalet:
- wymaga niewielkich próbek, co redukuje koszty i czas przygotowania,
- zapewnia wysoką powtarzalność wyników dzięki kontrolowanym warunkom pomiaru,
- umożliwia precyzyjne pomiary w szerokim zakresie częstotliwości,
- tłumi hałas zewnętrzny, co zwiększa dokładność,
- jest mobilna i kompaktowa, co czyni ją idealnym narzędziem dla działów R&D.
Zakres częstotliwości i geometria rur
Profesjonalne systemy – jak np. Nor1527 firmy Norsonic – wyposażone są w dwie wymienne rury o różnych średnicach:
- ⌀100 mm – zakres niskich częstotliwości: od 50 Hz do 1600 Hz,
- ⌀30 mm – zakres wysokich częstotliwości: od 200 Hz do 6400 Hz.
Dzięki temu możliwe jest testowanie zarówno grubych, jak i cienkich materiałów akustycznych w pełnym paśmie słyszalnym.
Co jest ważne w przygotowaniu próbek?
Aby wyniki były wiarygodne, próbka musi idealnie pasować do średnicy rury:
- Zbyt duża próbka zostanie ściśnięta, co zmieni jej strukturę i właściwości,
- Zbyt mała próbka pozostawi szczeliny, przez które ucieknie dźwięk – co zaniży wynik.
Dlatego zaleca się stosowanie precyzyjnych metod cięcia, takich jak cięcie wodne (waterjet), które nie deformuje materiału i zapewnia idealne dopasowanie.
Podsumowanie
Rura impedancyjna to jedno z najważniejszych narzędzi w laboratoriach akustycznych. Umożliwia szybki, zgodny z normami pomiar takich parametrów jak współczynnik pochłaniania dźwięku, impedancja akustyczna oraz Sound Transmission Loss (STL). Dzięki kompaktowej konstrukcji, szerokiemu zakresowi częstotliwości i wysokiej precyzji pomiarowej, znajduje zastosowanie zarówno w przemyśle motoryzacyjnym, budownictwie, jak i w badaniach materiałów dźwiękochłonnych i izolacyjnych.
W naszej ofercie znajduje się profesjonalna rura impedancyjna Nor1527 firmy Norsonic, umożliwiająca precyzyjne pomiary współczynnika pochłaniania dźwięku, impedancji akustycznej oraz Sound Transmission Loss zgodnie z normami ISO 10534-2 i ASTM E1050/E2611.
🔗 Zobacz szczegóły produktu: https://systemy-pomiarowe.com/nor1527/
