Proyecto de automatización de un banco de ensayos para la obtención de la caracterización acústica de materiales absorbentes mediante una técnica experimental de excitación simultánea

Abstract

[ES] El objetivo principal de este TFM es la adaptación de un sistema experimental de medida que permite obtener la matriz de transferencia de un sistema acústico para la obtención de la caracterización acústica de materiales absorbentes. La caracterización de estos materiales se hace en base a una densidad y un número de onda equivalente. El método implementado consiste en la descomposición de la onda de presión en sus componentes progresiva y regresiva empleando la técnica de los dos micrófonos. Conocidas dichas componentes y las características del medio, pueden estimarse los campos de presión y de velocidad acústica en cualquier sección del conducto principal, y a partir de ellos obtenerse las características del fluido equivalente del material absorbente ensayado. La metodología de ensayo consiste en llevar a cabo dos ensayos independientes. Tales ensayos consisten en la excitación de dos fuentes acústicas, una situada agua arriba y otra agua abajo del elemento en estudio. Bajo determinadas condiciones, es posible llevar a cabo los dos ensayos simultáneamente y extraer la parte de señal provocada por cada una de las fuentes de forma separada que es equivalente a realizar los dos ensayos independientes. La metodología se ha implementado de forma eficaz para caracterizar silenciadores de escape en presencia de flujo medio y su extensión a materiales absorbentes es factible, aunque requiere una reformulación del problema y la consecuente reprogramación del sistema de procesado de señal. La validación del método de ensayo se llevará a cabo con materiales absorbentes ya conocidos, una vez validado se utilizará el sistema desarrollado para la caracterización acústica de fibras naturales, tales como fibra de coco.

L'objectiu principal d'este TFM és l'adaptació d'un sistema experimental de mesura que permet obtindre la matriu de transferència d'un sistema acústic per a l'obtenció de la caracterització acústica de materials absorbents. La caracterització d'estos materials es fa basant-se en una densitat i un número d'onda equivalent. El mètode implementat consistix en la descomposició de l'ona baromètrica en els seus components progressiva i regressiva emprant la tècnica dels dos micròfons. Conegudes dites components i les característiques del mig, poden estimar-se els camps de pressió i de velocitat acústica en qualsevol secció del conducte principal, i a partir d'ells obtindre's les característiques del fluid equivalent al material absorbent assajat. La metodologia d'assaig consistix a dur a terme dos assajos independents. Tals assajos consistixen en l'excitació de dos fonts acústiques, una situada aigua dalt i una altra aigua baix de l'element en estudi. Baix determinades condicions, és possible dur a terme els dos assajos simultàniament i extraure la part de senyal provocada per cada una de les fonts de forma separada que és equivalent a realitzar els dos assajos independents. La metodologia s'ha implementat de forma eficaç per a caracteritzar silenciadors de fuga en presència de flux mitjà i la seua extensió a materials absorbents és factible, encara que requerix una reformulació del problema i la conseqüent reprogramació del sistema de processat de senyal. La validació del mètode d'assaig es durà a terme amb materials absorbents ja coneguts, una vegada validat s'utilitzarà el sistema desenrotllat per a la caracterització acústica de fibres naturals, com ara fibra de coco.

[EN] The main objective of this TFM is the adaptation of an experimental measurement system that allows obtaining the transfer matrix of an acoustic system to obtain the acoustic characterization of absorbent materials. The characterization of these materials is based on a density and an equivalent wave number. The implemented method consists in the decomposition of the pressure wave in its progressive and regressive components using the technique of the two microphones. Once both components and the characteristics of the medium are known, the pressure and acoustic velocity fields can be estimated in any section of the main duct, and from them, the characteristics of the equivalent fluid of the absorbent material tested can be obtained. The test methodology requires to carry out two independent tests. Such tests consist of the excitation of two acoustic sources, one located upstream and another downstream of the element under study. Under certain conditions, it is possible to carry out the two tests simultaneously and extract the part of the signal caused by each of the sources separately that is equivalent to performing the two independent tests. The methodology has been implemented efficiently to characterize exhaust silencers in the presence of mean flow and its extension to absorbent materials is feasible, although it requires a reformulation of the problem and the consequent reprogramming of the signal processing system. The validation of the methodology will be carried out with absorbent materials that are already known. Once, the system