🔬 实验平台
实验设施面向声学材料性能测试、复杂声场表征及噪声振动控制，包含声学材料测试、多模态声源及表征、流动管道声学表征、风扇多模态声学表征、水下声场表征和弹性波声场表征六类平台，以及配套的通用声学设备。
1. 声学材料测试平台
用于材料与结构在常规、高声压、多模态及高温条件下的声学性能测试。平台配置不同类型的阻抗管系统，分别开展吸声、声阻抗、传声损失与声模态表征，为材料和结构的声学性能评价提供实验数据。
1.1 传统阻抗管系统
用于材料与结构在法向入射条件下的吸声、声阻抗及传声损失测试。系统配置不同截面的圆形与方形阻抗管，可根据试样尺寸与测试频段选用相应管道，表征材料对入射声波的吸收及传输衰减特性。
主要功能
- 法向入射吸声表征：测量试样的吸声系数与声阻抗，分析材料或结构对法向入射声波的吸收及边界阻抗特性。
- 传声损失测试：测量声波通过试样后的传输衰减，评价材料与结构在相应阻抗管适用频段内的隔声性能。
主要技术指标
- 圆形截面：直径 29 mm（500–6400 Hz）、100 mm（50–1600 Hz）。
- 方形截面：边长 25、30、50、70、100、180 mm。
- 方形阻抗管系列综合覆盖频段：20–6400 Hz。
1.2 高声强阻抗管系统
用于吸声材料与声衬在高声压级激励下的声学性能测试。通过改变声激励水平，测量吸声特性与声阻抗的变化，研究材料和声衬的声压级依赖性及非线性声学响应。
主要功能
- 高声压吸声测试：测量不同声压级下的吸声特性，评价材料与声衬在强声激励下的吸声性能。
- 非线性阻抗表征：测量声阻抗随声压级的变化，分析声激励水平对材料与声衬声学响应的影响。
主要技术指标
- 声压级范围：100–150 dB。
- 工作频段：400–6400 Hz。
1.3 多模态阻抗管系统
用于方形波导内材料与结构的多模态声学性能测试。系统利用多传声器声压测量开展高阶声模态分解，表征声波与试样相互作用时的模态组成及模态转换；各项模态测试均在相应模态可传播的频段内进行。
主要功能
- 高阶声模态分解：分离波导内参与传播的声模态，分析声场的模态组成与各模态响应。
- 模态转换表征：测量声波与材料或结构相互作用前后的模态变化，评价试样对声模态转换的调控作用。
主要技术指标
- 方形波导：25 mm × 25 mm（8 个传声器）、50 mm × 50 mm（32 个传声器）。
- 测量频段：50–12800 Hz；各模态适用频段须满足传播截止条件。
1.4 高温阻抗管系统
用于材料与结构在高温气体环境中的吸声与声阻抗测试。通过在不同温度条件下开展声学测量，表征材料声学性能的温度依赖性，为高温环境中的吸声材料与结构评价提供实验依据。
主要功能
- 高温吸声表征：测量加热气体条件下试样的吸声特性，评价材料与结构在高温环境中的吸声性能。
- 温度相关声阻抗表征：测量声阻抗随温度的变化，分析温度条件对材料与结构声学响应的影响。
主要技术指标
- 最高测试温度：1000 °C。
- 测试频段：50–6400 Hz。
- 声压级范围：100–160 dB。
2. 多模态声源及表征平台
用于无流条件下的管道多模态声场生成与声学表征。系统通过多扬声器声源的幅值和相位控制产生多模态声场，结合多测点声压测量开展角向与径向声模态分解，测量材料和结构引起的模态转换、透射与反射，评价其对管道声传播的影响。
主要功能
- 多模态声场生成：在无流管道内通过幅值与相位控制产生多模态声场，为材料与结构测试提供可控声激励。
- 角向与径向模态分解：通过多测点声压测量分析管道声场的模态组成，表征不同声模态的传播特征。
- 模态转换与散射表征：测量材料或结构引起的声模态转换，以及声波的透射和反射特性，评价其对管道声传播的调控作用。
主要技术指标
- 扬声器数量：32 个。
- 可激发模态阶次：角向 −4 至 4，径向最高为 1。
- 工作频段：100–3500 Hz。
- 测点数量：64 个。
3. 流动管道声学表征系统
用于测试声学材料与声衬在流动、高声强及偏流条件下的声学性能。系统由外置风机、矩形测试管道、声源及无反射终端组成，结合24个传声器测点的声压测量与自主开发的数据处理软件，获取反射系数、透射系数、吸声系数及声阻抗，并支持目标声压级稳定控制、流速剖面和流阻测量。
主要功能
- 掠入射声学表征：测量声波沿材料或声衬表面传播时的反射、透射和吸声特性，提取声阻抗，评价其管道声传播调控性能。
- 高声强声学表征：测量不同声压级激励下的声学响应，分析声学系数与声阻抗随激励强度的变化，研究声衬的非线性效应。
- 偏流声学表征：测量气流穿过材料或声衬孔道时的声学特性，研究偏流对反射、透射、吸声及声阻抗的影响。
主要技术指标
- 管道截面：51 mm × 51 mm。
- 流速范围：−84.1 至 84.1 m/s。
- 工作频段：400–3,200 Hz。
- 传声器测点数量：24 个。
- 最大试样尺寸：400 mm（长）× 50 mm（宽）。
4. 风扇多模态声学表征平台
用于风扇运行及有流条件下的管道噪声与声模态测试。平台包含单级风扇和涵道风扇测试系统：单级风扇系统用于管道噪声与声衬插入损失测试；涵道风扇系统用于有流传声损失及角向和径向模态表征，支持风扇噪声传播和材料降噪性能研究。
4.1 单级风扇测试系统
用于单级风扇运行状态下的管道噪声测量及声衬降噪性能评价。系统提供风扇运行声场，可通过管道声学测量和声衬插入损失测试，表征风扇噪声及声衬对其传播的衰减作用。
主要功能
- 风扇运行噪声测试：测量风扇运行条件下的管道声学响应，表征风扇产生的管道噪声。
- 声衬插入损失评价：在可比风扇工况下比较安装声衬前后的管道噪声，量化声衬对风扇噪声的衰减作用。
主要技术指标
- 管道直径：600 mm。
- 风扇转速范围：−3000 至 3000 rpm。
- 声学测量频段：20–20000 Hz。
4.2 涵道风扇测试系统
用于有流条件下声学材料与声衬的传声损失测试，以及涵道风扇声场的角向、径向模态表征。系统结合多测点声压测量与声模态分解，分析风扇噪声在管道中的传播及材料和声衬的声学作用；模态测量限于各模态可传播的频段。
主要功能
- 有流传声损失测试：测量声学材料与声衬在管道流动条件下的传声损失，评价其对管道声传输的衰减作用。
- 角向与径向模态表征：分解管道声场中的角向和径向模态，测量 5000 Hz 以下可传播模态的声学响应，分析风扇噪声的模态组成与传播特征。
主要技术指标
- 管道直径：150 mm。
- 模态分解能力：14 个角向及径向声模态。
- 最大流速：0.15 马赫。
- 风扇转速范围：11000–15000 rpm。
- 工作频段：1000–5000 Hz。
- 测点数量：144 个。
5. 水下声场表征平台
用于水下声场空间分布及声传播过程的实验表征。系统结合水下声场生成与空间扫描测量，获取不同位置的声压幅值和相位，表征透射、散射及辐射声场的空间特征，为水下声传播研究提供测量数据。
主要功能
- 水下声场空间扫描：生成水下声场并测量声压幅值与相位的空间分布，表征声场的空间结构。
- 声传播与散射表征：通过空间声压测量研究水下声场的透射、散射及辐射特性，评价声波传播过程中的声场变化。
主要技术指标
- 扫描范围：1 m × 1 m × 0.6 m。
- 测量频段：100 kHz–20 MHz。
6. 弹性波声场表征平台
用于结构振动与弹性波传播的实验表征。平台结合扫描激光测振与压电传感器阵列，分别开展非接触式振动速度测量和接触式加速度测量，从测点响应与空间分布两个层面表征结构模态和弹性波传播。
6.1 扫描激光测振系统
用于结构表面振动速度的非接触测量与空间分布表征。系统测量沿激光测量方向的表面速度分量，并结合二维扫描获取不同位置的振动响应，用于结构模态与弹性波传播实验。
主要功能
- 非接触振动速度测量：获取结构表面沿激光测量方向的速度响应，表征测点处的振动特性。
- 二维振动场扫描：测量结构表面不同位置的振动响应，分析结构模态及弹性波在结构中的空间传播特征。
主要技术指标
- 测振仪频率范围：0.5 Hz–22 kHz。
- 二维扫描行程：约 1200 mm × 500 mm。
6.2 压电传感器阵列测试系统
用于结构振动加速度的接触式测量。系统配置单轴与三轴压电加速度传感器，可对单点或多个测点的振动响应进行表征，为结构模态分析和弹性波传播实验提供加速度测量数据。
主要功能
- 单点与多测点振动测量：采集结构不同位置的加速度响应，表征结构振动的测点间差异。
- 单轴与三轴响应表征：根据实验需要测量指定方向或三个轴向的加速度响应，用于结构模态和弹性波传播研究。
主要技术指标
- 单轴传感器：15 个；三轴传感器：7 个。
- 单轴传感器频段：0.3 Hz–6 kHz 或 1 Hz–8 kHz，取决于所选传感器。
- 三轴传感器频段：1 Hz–13 kHz。
7. 通用声学设备
用于各实验平台的声场激励、声学参数测量及动态信号采集。声学分析仪、全向声源与功率放大器、多通道采集与信号发生设备相互配合，支持声环境、室内与建筑声学以及声振实验中的测量和数据分析。
7.1 声学分析仪（左图）
用于声环境与室内声学参数的测量分析。设备集成声级、频谱及混响时间测量功能，可结合不同频率计权和频谱分析方式，表征声场的声级水平、频率组成及混响特性。
主要功能
- 声级测量：采用相应频率计权表征声级水平，为声环境测试提供声学测量结果。
- 频谱分析：通过倍频程、三分之一倍频程及 FFT 分析声信号的频率组成，识别主要声学频段。
- 混响时间测量：测量室内声场的混响时间，评价声能衰减及房间混响特性。
主要技术指标
- 频率计权：A、C、Z。
- 频谱分析：倍频程、三分之一倍频程及 FFT。
- 混响时间测量：63 Hz–8 kHz 倍频程频带。
7.2 全向声源与功率放大器（中间两图）
用于室内与建筑声学测试中的声场激励。全向声源与功率放大器配合输出测试声音，为混响时间测量与空气声隔声测试提供所需的声场。
主要功能
- 室内声学测试激励：为房间混响时间等声学测量建立测试声场，支持室内声学参数表征。
- 建筑隔声测试激励：为空气声隔声测量提供声源激励，配合声学测量设备开展建筑声学实验。
主要技术指标
- 扬声器数量：12 个。
- 均衡声源频段：100 Hz–8 kHz。
7.3 多通道采集与信号发生设备（右图）
用于声学与振动实验中的信号输出、动态响应采集及数字化记录。设备为各测试平台提供信号发生与多通道采集功能，并支持实验控制、信号处理和数据分析。
主要功能
- 测试信号输出：输出声源及实验所需的激励信号，支持声学与振动测试中的信号发生。
- 动态响应采集：完成多通道动态响应的采集与数字化记录，为后续声学与振动分析提供实验数据。
- 实验控制与数据处理：支持测试过程控制、多通道信号处理及测量数据分析。
