GB/T 18022-2000 声学 1～10MHz频率范围内橡胶和塑料纵波声速与衰减系数的测量方法

ICS17.140.01____________

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中华人民共和国国家标准

GB/T18022—2000

声学1〜10MHz频率范围内橡胶和

塑料纵波声速与衰减系数的测量方法

Acoustics一Methodsformeasuringthelongitudinasoundspeed

andattenuationcoefficientofrubbersandplasticsinthe

frequencyrange1MHzto10MHz

2000-03-16发布2000-12-01实施

国家质量技术监督局发布

GB/T180222000

目次

前言I

1范围1

2引用标准1

3测量原理1

4测量设备及样品要求2

5测量步骤3

6测量误差4

附录A（标准的附录）0〜1OOC温度范围内除气蒸憾水的密度和声速5

附录B（提示的附录）声速和衰减系数测量误差计算公式6

GB/T180222000

."台、亠

冃U吕

橡胶、塑料以及以它们为基料的复合材料是声学工程中的常用材料，也是声学学科的重要研究对

象,其声学特性数据是很有价值的基础资料。为使测量数据具有可比性，以便交流和使用，特制定本标

准。

本标准的附录A是标准的附录。

本标准的附录B是提示的附录，仅供参考。

本标准由中国科学院提出。

本标准由全国声学标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：中国科学院声学研究所。

本标准主要起草人：牛凤岐、朱承纲、程洋。

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中华人民共和国国家标准

声学1〜10MHz频率范围内橡胶和

塑料纵波声速与衰减系数的测量方法GB/T180222000

Acoustics—Methodsformeasuringthelongitudinasoundspeed

andattenuationcoefficientofrubbersandplasticsinthe

frequencyrange1MHzto10MHz

1范围

本标准规定了橡胶和塑料以及以它们为基料的复合材料纵波声速和衰减系数的测量方法。

本标准适用的频率范围为1〜10MHz。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版吋，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB3102.7—1993声学的量和单位

GB/T3947—1996声学名词术语

GB/T4472—1984化工产品密度、相对密度测定通则

3测量原理

3-1在本标准中，声速和声衰减系数的测量采用插入取代法，即在测试水槽中，将被测材料样品插在发

射换能器与接收换能器之间平面波声束路径上，令其取代相同长度的水，借助于样品插入前后声脉冲信

号传播吋间和幅度的变化从而测得该材料的声速和声衰减系数，如图1所示。

除气蒸憎水

发射换能器样品接收换能器

图1插入取代法测量原理框图

国家质量技术监督局2000-03-16批准2000-12-01实施

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GB/T180222000

3-2声速测量

采用插入取代法测量。恒温水槽中充以除气蒸憎水，发射和接收换能器间距离不大于发射换能器

近场区长度，以保证被测样品处于发射换能器的平面波束声场中，射频脉冲发生器以电脉冲激励发射换

能器产生声脉冲向水中辐射，由接收换能器接收并送至示波器显示。若在发射与接收换能器之间插入被

测样品，则声脉冲传播时间将发生变化，由此可求得样品材料中声速：

式中：c——样品材料中声速,m/s；

d样品厚度,m；

t——插入样品引起的声脉冲传播时间变化(时间缩短即脉冲波形前移吋取负值，时间延长即脉

冲波形后移时取正值)，s；

水中声速,m/so

3-3声衰减系数测量

采用插入取代法测量，如图1所示。在发射与接收换能器之间平面波声束路径上插入样品时，示波

器显示的声脉冲幅度将发生变化，由此可求得样品材料的声衰减系数。测量可采用单样品法或双样品

法。

3-3-1单样品法

采用一定厚度样品，在样品中不出现驻波,且水中声衰减和声束扩展影响可以忽略的情况下，样品

材料声衰减系数的计算式为：

20(pc+(owcw)2-

a~dA°84pcpg」(2)

式中：a——样品材料的声衰减系数,dB/m；

d样品厚度，m；

——插入样品前接收脉冲幅值,V；

A——插入样品后接收脉冲幅值,V；

P——样品材料密度,kg/m3；

c样品材料中声速,m/s；

%——水的密度，kg/n?;

水中声速，m/so

3・3.2双样品法

在发射与接收换能器之间的平面波声束路径上先后插入两种不同厚度的样品，在样品中不出现驻

波，且水中声衰减和声束扩展影响可以忽略的情况下，样品材料声衰减系数的计算式为：

20

a(3)

式中：a——样品材料的声衰减系数,dB/m；

厚样品厚度,m；

d2薄样品厚度,m；

A——插入厚样品吋接收脉冲幅值,V；

冬插入薄样品吋接收脉冲幅值,V0

4测量设备及样品要求

41仪器设备

4-1-1游标卡尺：最小分度应不大于0.02mm。

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GB/T180222000

4-1-2千分尺：最小分度应不大于0.002mm。

4.1.3温度计:分辨率应达到o.l'Co

4-1-4天平:感量应不大于o•ooigo

4・1.5射频脉冲发生器：

频率范围：1〜10MHz；

脉冲宽度：1〜30ys；

重复频率：50〜200Hz；

脉冲幅度（峰-峰值）：连续可调，最大值不小于100V；

幅度变化：士0.05dBo

4・1・6示波器

频带宽度：0~40MHz；

灵敏度：优于5mV/div;

吋间轴误差：±3%；

幅度轴误差：士3%。

4.1.7换能器：一般采用具有平面圆形辐射面的压电陶瓷换能器，压电陶瓷圆片的直径应远大于其厚