작은 흡음 계수를 가지는 음향재료의 정밀 측정에 관한 연구

Abstract

음향 재료의 흡음 계수 측정은 ISO 10534-2 에서 제시한 전달함수 방법이 쉽고 빠르다는 장점으로 인해 널리 이용되고 있다. 그러나 이 방법은 작은 흡음 계수의 측정에서는 큰 오차를 유발할 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 어려움을 극복하고자 마이크로폰 간의 위상 차 보정과 감쇠 계수의 결정 시 강체 종단을 이용하는 방법이 제안되었다. 그러나 강체 종단에서의 반사 계수가 1이 되지 않기 때문에, 큰 오차를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하고자 임피던스 튜브 끝 단을 개방단으로 하여 측정하는 방법을 제안하였다. 그리고 상대적으로 오차에 민감한 2-마이크로폰 측정법 대신 3-마이크로폰 측정법을 이용하였다. 측정 결과에 큰 영향을 주는 마이크로폰 간의 위상 차를 보정하기 위해서, 관의 끝 단에 마이크로폰을 두어 보정을 수행하였다. 흡음 재료의 실제 측정을 위해 폴리우레탄 폼과 아크릴 판이 사용되었으며, 전자는 높은 흡음 계수를 가지는 다공질형 재료이고, 후자는 흡음 계수가 작은 재료이다. 아크릴 판의 경우, 강체 종단과 개방단을 이용한 결과에서의 차이가 상당하였다. 감쇠 계수의 결정을 위해 강체 종단을 이용한 경우, 임피던스의 실수부와 흡음 계수가 특정 주파수에 물리적으로 타당하지 않은 음의 값을 가지는 것을 볼 수 있었다. 제안된 방법을 이용한 경우에는 작은 흡음 계수의 측정에서 정밀한 결과를 얻을 수 있었으며, 기존의 오차를 5 % 이상 줄일 수 있었다.