การพัฒนาระบบท่ออิมพิแดนซ์สำหรับการศึกษาการดูดกลืนคลื่นเสียงตกกระทบแนวฉากของวัสดุ Development of Impedance Tube System for Normal Incident Sound Absorption Measurement of Materials

  • สรศักดิ์ ด่านวรพงศ์
  • พันธุ์ศักดิ์ เกิดทองมี
Keywords: ระบบท่ออิมพิแดนซ์, ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนคลื่นเสียง

Abstract

ระบบท่ออิมพิแดนซ์ตามมาตรฐาน ASTM-C384 ได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการศึกษาการดูดกลืนคลื่นเสียงตกกระทบแนวฉากของวัสดุ ซึ่งประกอบไปด้วยไมโครโฟน ท่ออิมพิแดนซ์ เครื่องกำเนิดสัญญาณ ชุดขับเคลื่อนเชิงเส้นและเครื่องขยายสัญญาณแบบล็อกอิน โปรแกรม LabViewและคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้ในการควบคุมอัตโนมัติของระบบขับเคลื่อนไมโครโฟน การปรับเปลี่ยนความถี่และการเก็บข้อมูล ผลการทดลองการตอบสนองต่อความถี่เสียงของท่ออิมพิแดนซ์พบว่ามีความถี่กำทอนที่สอดคล้องกับทฤษฎีซึ่งสามารถใช้ในการหาค่าอัตราเร็วเสียงในอากาศเทียบเคียงกับทฤษฎีได้อย่างถูกต้อง ระบบท่ออิมพิแดนซ์ยังถูกใช้ในการวัดรูปแบบของคลื่นนิ่งที่เกิดในท่อ และใช้หาสัมประสิทธิ์การดูดกลืนคลื่นของวัสดุตัวอย่าง 4 ชนิดได้แก่ โฟมสังเคราะห์ แผ่นอะครีลิคทึบแผ่นอะครีลิคมีลายทะลุเป็นรูปดาว และแผ่นไม้ปาล์ม การทดลองพบว่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนคลื่นเสียงของวัสดุทั้งสี่ชนิดในช่วงความถี่ 300-2000 เฮิรตซ์มีค่าแตกต่างกันแต่มีค่าเฉลี่ยคงที่ไม่ขึ้นกับความถี่ ในการทดลองยังพบว่าแผ่นอะครีลิคทึบจะมีสัมประสิทธิ์การดูดกลืนคลื่นเสียงต่ำกว่า 0.0025ซึ่งต่ำสุดในชุดตัวอย่างทดสอบ ในทางกลับกันแผ่นไม้ปาล์มมีสัมประสิทธิ์การดูดกลืนคลื่นสูงสุดประมาณ 0.1 ซึ่งค่าที่วัดได้เหล่านี้สามารถเทียบเคียงได้กับค่ามาตรฐานที่ใช้กันในทางอุตสาหกรรม

An impedance-tube apparatus was constructed complying with the requirement of ASTM-C384-04 for measuring normal incident sound absorption of materials. The system comprises of microphone, impedance tube, function generator, linear traveling stage and lock-in amplifier. Computerization with LabView
software was developed to automate the microphone movement, frequency sweep and data acquisition. The frequency response of the tube was investigated for sound speed determination. The measurement and simulation of standing wave pattern were studied. The sound absorption coefficients as a function of frequency for synthetic foam, flat acrylic disc, 3-mm star-patterned acrylic and palm wood panelwereobtainedwithin 300-2000 Hz.They are approximately independent of the frequency. The flat acrylic disc possesses has minimum absorption coefficient of less than 0.025 while for the palm panel hasmaximum around 0.1. The sound absorptions of these can be approximated to be constant, comparable to common reflectors.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

สรศักดิ์ ด่านวรพงศ์
สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์
พันธุ์ศักดิ์ เกิดทองมี
หลักสูตรครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยราชภัฏนครศรีธรรมราช
Published
2016-07-01
Section
บทความวิจัย (Research Articles)