知識庫

最輕便的材料隔音量測技術 ASTM E2611-09 阻抗管隔音量測技術與驗證
  • 發布年度:2013
  • 主要類別:振動噪音
  • 次要類別:電子報
  • 車輛研究測試中心 環保能源部 振噪課 潘國良

    隨著消費者對汽車內裝質感與行車寧靜度、整車油耗、環保、安全的重視,汽車內裝材料的開發必須兼顧吸隔音、難燃等機能提升,並朝向輕量化與再生環保材料的使用;為達到多機能規格需求,必須針對不同材質、製程參數進行研發與調配,而吸、隔音性能的掌握為上述開發最重要的驗證項目;那麼,該用什麼方法測試最能符合開發需求呢?

    美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials, ASTM) 於2009年制訂了ASTM E2611-09試驗標準,可利用音響阻抗管來量測聲音的傳輸損失,該標準對於材料的隔音性能,提供了較經濟與快速的評價方式,圖1所示;它可以使用較小的樣品來作量測、並且操作設定容易,檢測人員不必非常專業或有經驗,適度的訓練就可勝任該項測試之操作。因聲學阻抗管原本就應用於材料吸音特性的量測(ASTM E1050-12),對於剛要投入材料聲學研發的原料廠或內裝材製造廠而言,以同一套聲學阻抗管設備就可同時量測材料吸音與隔音性能,其簡易操作與建購成本確實比使用二室法、殘響室等大型聲學環境來量測要經濟許多。但二種方法所得到的結果如何建立關聯性,目前還是沒有明確的結論,因此在考慮使用何種檢測方法時,必需要了解每種測試方法的特性與適用範圍。
     

    圖1 阻抗管法吸音率及傳輸損失量測系統


    首先,阻抗管法量測的吸、隔音性能稱為正向入射吸音率與正向入射傳輸損失,它只考慮聲波垂直入射或穿透材料的吸隔音性能,而殘響室法則是音源由各種方向入射的性能,因此阻抗管法的測試結果較適合給小體積內部空間或很貼近噪音源的應用場合參考。其次,因吸隔音特性除材料性質外也跟安裝時邊界固定條件很有關係,殘響室法的測試件面積很大,而阻抗管法的測試件面積很小,應考量實際汽車使用時內裝材料的尺寸與邊界固定方式來選用,不是每種汽車內裝材都只用一種方法測試。

    ASTM E2611-09量測設備對國內汽車內裝部品業者掌握聲學特性是非常有幫助的,因此車輛中心也針對該測試技術進行專用設備的開發與性能驗證。由於ASTM E2611-09標準規範對於不同麥克風數量的測試流程與計算方法也有不同規定,如圖2,因此開發量測設備時可有不同選項,最少可只用2支麥克風,但要分多次量測;最多可用5支麥克風同時量測,設備建置時可考量麥克風購置成本與檢測效率作最適當的系統配置。考量以聲學阻抗管量測材料傳輸損失的物理意義與傳統量測汽機車排氣管傳輸損失非常相似,車輛中心在開發專用設備的過程也以既有排氣管傳輸損失的設備對同一樣品進行量測,二種測試方法的測試結果如圖3所示非常接近,也由此印證新設備測試結果的合理與準確性。

    圖2 不同麥克風數量對測試流程與計算方法示意圖(摘自ASTM E2611-09)
    圖3 ASTM E2611-09與傳統消音器之傳輸損失量測結果比較圖

    車輛中心振動噪音實驗室持續關注國際間對材料吸隔音相關技術的發展趨勢,並擁有專用檢測系統的開發與整合能力,至今已協助國內多家業者建立吸音率、傳輸損失等量測設備,若您有相關問題需求,隨時歡迎您與本實驗室鄭牧民工程師連繫,電話047-811222ext.2410 、bokkbyin@artc.org.tw

    本實驗室業務介紹,請參考 http://www.artc.org.tw/chinese/01_testing/05_01detail.aspx?pid=9

© 2016 ARTC All Rights Reserved. Design by Creatop.