专利名称：一种热噪声联合环境下噪声测试方法
技术领域：
本发明属于航空强度试验领域，特别是涉及到一种热噪声联合环境下噪声测试方法。
背景技术：
随着航天飞机和高速民用飞机的发展，飞机执行飞行任务的环境条件更为复杂和多变，飞机结构设计面临巨大挑战。影响因素主要包括推进系统噪声、边界层噪声、边界层气动热载荷、局部振动等。这些有害因素引起的结构动响应及动态疲劳难以预计，需要通过验证试验对设计的可靠性进行验证。对于振动、高强噪声、热环境载荷的联合模拟可以通过行波试验装置实现。高强噪声、热环境联合试验可简称热噪声试验。随着热噪声试验需求的增加，实验室现有行波管的试验能力得到了扩充。行波试验能力扩充后，其最高工作温度在IOOiTC左右，需要在高温环境下测量及控制声载荷，而实验室现有的噪声测量传感器最高工作温度只有700°C。因而需自己开发出代替的测量装置。
发明内容
发明目的提供一种热噪声联合环境下噪声测试方法，本方法所采用的装置结构简单可靠、计算量较少、可较好地应用于热噪声联合环境下的试验。技术方案一种热噪声联合环境下噪声测试方法，也即对行波管7内的声压进行测量，包括以下步骤步骤一、测试准备在行波管前段、中段及后段，各安装多个丹麦B&K公司生产的4182探管传声器，前后两个传声器处于低温区，也即行波管的1、5位置，在行波管前部布置两个4182探管传声器，也即行波管的5、6位置，在行波管中部布置三个4182探管传声器，也即行波管的2、3、4位置，在行波管的后部布置一个4182探管传声器；也即行波管的I位置；步骤二、测试的步骤700°C以下时直接用4128探管传声器测量行波管的声压，其公式如下P=PL+PH+PT (I)其中P为行波管声压级Pl为行波管中段探管传声器测量结果Ph为探管传声器频响修正Pt为探管传声器温度修正700°C以上时行波管中部的探管传声器已不能继续使用，只有通过前部和后部的探管传声器的测量结果估算行波管中部的声压级，其公式如下Pg=Pgl+Pgh+Pgt+Pgp (2)
其中Pe为试验段声压级Pgl为冷区探管传声器测量结果平均Pai为探管传声器频响修正Pgt为探管传声器温度修正Pgp为探管传声器位置修正PeT值由传声器厂家提供；为得到Pra和Pep值，需要做专门测定试验步，骤如下步骤2.1:Pch 测定使用5、6位置,其余位置用堵头堵死；2.1.1 :在5、6位置分别布置2510M4A传声器，测量结果记为Mic5、Mic6，按试验谱
形和量级加载声场，测量各点声压值；2. 1.2 :Mic5布置在6位置，Mic6布置在5位置，测量结果记为Mic5-6、Mic6_5，按
试验谱形和量级加载声场，测量各点声压值；2.1. 3 Mic6安装回原来位置，测量结果记为Mic6p，5位置安装探管传声器，测量结果记为Mic5p，按试验量级和谱形加载声场，使点6位置处温度稳定在100°C，测量各点声压值；则得到Pffl=Mic6p — Mic5p+(Mic6 — Mic5+Mic6_5 — Mic5_6)/2 (3)步骤2· 2 PGp 测定2. 2.1 :在1、3、5位置布置探管传声器，测量结果分别记为Miclp、Mic3p、Mic5p，其余位置用堵头堵死，加气流，使扬声器达到供气压力，打开加热灯箱，逐渐升高温度，监视3位置、6位置处的温度，保证3位置处温度不能超过600°C ；2. 2. 2 :以3位置的温度为参考温度，分别在以下温度下进行测定100°C、20(rC、300°C>400°C>500°C>600°C ;按试验谱形和量级加载声场，记录各位置的声压和温度，对各测量结果按照公式(I)进行修正，则某温度下的Pep为Pcp=Mic3p — (Miclp+Mic5p)/2 (4)2. 2. 3 :对不同温度下的Pep做线性拟合，外推到1000°C，得到1000°C下的Pep值。有益效果本发明是在噪声高达165dB、温度高达1000°C的强噪声高温联合加载环境下的测试方法，可以得到热噪联合加载环境下噪声声压值。现有的方法采用隔热盒法研发了高温测试装置，可在650°C下测量声压。本发明和隔热盒法比较，测量声压的环境温度得到提高，测量精度也得到改善。本发明不仅可应用于航空领域，还可应用于航天领域。例如发动机喷嘴、航天飞机热防护系统、运载火贮箱，都需要在热噪声联合环境下进行试验，这种测试技术就可以得到应用。这种测试方法所采用的装置结构简单可靠、所采用的计算方法计算量较少、可较好的应用于热噪声联合环境下的试验，为热噪声试验提供可靠的测量手段。
图1为本发明测试准备过程探管传声器布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1。一种热噪声联合环境下噪声测试方法，也即对行波管7内的声压进行测量，包括以下步骤步骤一、测试准备在行波管前段、中段及后段，各安装多个丹麦B&K公司生产的4182探管传声器，前后两个传声器处于低温区，也即行波管的1、5位置，在行波管前部布置两个4182探管传声器，也即行波管的5、6位置，在行波管中部布置三个4182探管传声器，也即行波管的2、3、4位置，在行波管的后部布置一个4182探管传声器；也即行波管的I位置；步骤二、测试的步骤700°C以下时直接用4128探管传声器测量行波管的声压，其公式如下P=PL+PH+PT (I)其中P为行波管声压级Pl为行波管中段探管传声器测量结果Ph为探管传声器频响修正Pt为探管传声器温度修正700°C以上时行波管中部的探管传声器已不能继续使用，只有通过前部和后部的探管传声器的测量结果估算行波管中部的声压级，其公式如下Pg=Pgl+Pgh+Pgt+Pgp ( 2 )其中Pg为试验段声压级Pgl为冷区探管传声器测量结果平均Pgh为探管传声器频响修正Pgt为探管传声器温度修正Pgp为探管传声器位置修正PeT值由传声器厂家提供；为得到Pra和Pep值，需要做专门测定试验步，骤如下步骤2.1:Pch 测定使用5、6位置,其余位置用堵头堵死；2.1.1 :在5、6位置分别布置2510M4A传声器，测量结果记为Mic5、Mic6，按试验谱
形和量级加载声场，测量各点声压值；2. 1.2 :Mic5布置在6位置，Mic6布置在5位置，测量结果记为Mic5-6、Mic6_5，按
试验谱形和量级加载声场，测量各点声压值；2. 1.3 :Mic6安装回原来位置，测量结果记为Mic6p，5位置安装探管传声器，测量结果记为Mic5p，按试验量级和谱形加载声场，使点6位置处温度稳定在100°C，测量各点声压值；则得到Pffl=Mic6p — Mic5p+(Mic6 — Mic5+Mic6_5 — Mic5_6)/2 (3)步骤2· 2 PGp 测定2.2.1 :在1、3、5位置布置探管传声器，测量结果分别记为Miclp、Mic3p、Mic5p，其余位置用堵头堵死，加气流，使扬声器达到供气压力，打开加热灯箱，逐渐升高温度，监视3位置、6位置处的温度，保证3位置处温度不能超过600°C ；
2. 2. 2 :以3位置的温度为参考温度，分别在以下温度下进行测定100°C、200°C、300°C>400°C>500°C>600°C ;按试验谱形和量级加载声场，记录各位置的声压和温度，对各测量结果按照公式(I)进行修正，则某温度下的Pep为Pcp=Mic3p — (Miclp+Mic5p)/2 (4)2. 2. 3 :对不同温度下的Pep做线性拟合，外推到1000°C，得到1000°C下的Pep值。本发明方法所要解决的问题是，在1000°C条件下如何对行波管内声压进行测量。现有传声器探头最高只能耐受700°C，如何提高传声器工作的温度上限呢？行波管的1、5位置(见附图)温度较低，可用传声器直接测量声压，而3位置温度高不能用传声器直接测量声压。如果能找到3位置声压和1、5位置声压的关系(即前文提到的Pep)，并且得到7000C以下这个关系Pep随温度变化的规律，外推到1000°C，就可通过1、5点声压计算出3点的声压。以上是步骤2. 2中提到的内容。另外步骤2.1中的内容是测定Pra，其实就是测定 探管传声器的频响，因为探管传声器的频响一般需要进行修正。步骤一为试验前准备。实例下面通过实例，对本发明做进一步详细说明。实例中的声压用1/3倍频程形式表不。声压具体值用分贝(dB)表不,参考为20yPa。步骤一为试验前准备，按要求安装即可步骤二 前面为公式的定义和解释步骤2.1Pra测定。试验于155dB，6位置100°C时进行。详细试验数据和结果见下表I。表I
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权利要求
1.一种热噪声联合环境下噪声测试方法，也即对行波管7内的声压进行测量，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、测试准备在行波管前段、中段及后段，各安装多个丹麦B&K公司生产的4182探管传声器，前后两个传声器处于低温区，也即行波管的1、5位置，在行波管前部布置两个4182探管传声器，也即行波管的5、6位置，在行波管中部布置三个4182探管传声器，也即行波管的2、3、4位置，在行波管的后部布置一个4182探管传声器；也即行波管的I位置；步骤二、测试的步骤700°C以下时直接用4128探管传声器测量行波管的声压，其公式如下 P=Pl+Ph+Pt ⑴ 其中 P为行波管声压级 Pl为行波管中段探管传声器测量结果 Ph为探管传声器频响修正 Pt为探管传声器温度修正 700°C以上时行波管中部的探管传声器已不能继续使用，只有通过前部和后部的探管传声器的测量结果估算行波管中部的声压级，其公式如下Pg=Pgl+Pgh+Pgt+Pgp ⑵ 其中 Pg为试验段声压级 Pgl为冷区探管传声器测量结果平均 Pgh为探管传声器频响修正 Pgt为探管传声器温度修正 Pgp为探管传声器位置修正 Pct值由传声器厂家提供；为得到Pra和Pep值，需要做专门测定试验步，骤如下 步骤2.1:Pra测定 使用5、6位置，其余位置用堵头堵死； .2.1.1 :在5、6位置分别布置2510M4A传声器，测量结果记为Mic5、Mic6，按试验谱形和量级加载声场，测量各点声压值； . 2.1. 2 :Mic5布置在6位置，Mic6布置在5位置，测量结果记为Mic5-6、Mic6-5，按试验谱形和量级加载声场，测量各点声压值； . 2.1.3 :Mic6安装回原来位置，测量结果记为Mic6p，5位置安装探管传声器，测量结果记为Mic5p，按试验量级和谱形加载声场，使点6位置处温度稳定在100°C，测量各点声压值；则得到PGH=Mic6p — Mic5p+(Mic6 — Mic5+Mic6_5 — Mic5_6)/2 (3) 步骤2. 2 PGp测定 . 2.2.1 :在1、3、5位置布置探管传声器，测量结果分别记为Miclp、Mic3p、Mic5p，其余位置用堵头堵死，加气流，使扬声器达到供气压力，打开加热灯箱，逐渐升高温度，监视3位置、6位置处的温度，保证3位置处温度不能超过600°C ； . 2.2.2 :以3位置的温度为参考温度，分别在以下温度下进行测定100°C、20(TC、.300°C>400°C>500°C>600°C ;按试验谱形和量级加载声场，记录各位置的声压和温度，对各测量结果按照公式(I)进行修正，则某温度下的Pep为Pcp=Mic3p - (Miclp+Mic5p)/2 (4) .2.2. 3 :对不同温度下的Pep做线性拟合，外推到1000°C，得到1000°C下的Pep值。
全文摘要
本发明属于航空强度试验领域，特别是涉及到一种热噪声联合环境下噪声测试方法。包括测试准备的步骤、探管传声器频响修正的步骤、探管传声器位置修正的步骤。本发明是在噪声高达165dB、温度高达1000℃的强噪声高温联合加载环境下的测试方法，使用本方法可以得到热噪联合加载环境下噪声声压值。本发明和隔热盒法比较，测量声压的环境温度得到提高，测量精度也得到改善。本发明不仅可应用于航空领域，还可应用于航天领域。本发明所采用的装置结构简单可靠、所采用的计算方法计算量较少、可较好的应用于热噪声联合环境下的试验，为热噪声试验提供可靠的测量手段。
文档编号G01H11/08GK103017891SQ20121053168
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者许绯, 张立, 郭定文, 孙可为, 王秋蓉 申请人:中国飞机强度研究所