Sound absorption measurements with sound intensity method. Investigations at normal and oblique incidence

Information on sound absorption and sound reflection properties of materials is of interest for many practical applications both in architectural and industrial acoustics. The characterization of the angle-dependent absorption properties is required for instance to carry out a priori analyses of indoor acoustic quality or noise reduction, with the use of acoustic simulation software. These practical needs are the reasons behind the development of several techniques for the measurement of sound absorption over the years, for different kinds of incidence (normal, oblique and random). This study focuses on the techniques employed for analysis at normal and oblique incidence, with particular reference to the sound intensity method. Advantages and limitations of this procedure are examined carrying out both experimental and numerical investigations. Initial tests are performed at normal incidence with the traditional sound intensity probe. The obtained values are compared with the outcomes of the standardized impedance tube technique and of FEM simulations. For the extension to oblique incidence a three-dimensional sound intensity probe configured in a 6-microphone array has been developed. Results obtained with the latter in terms of absorption properties at oblique incidence have been compared with those of the mono-axial sound intensity probe and with numerical simulations. Finally, a signal filtering procedure has been proposed with the aim of improving the performances of the 3-D probe. Preliminary results of the digital a posteriori correction are presented.

Le informazioni sulle proprietà dei materiali relative ad assorbimento e riflessione del suono sono di interesse pratico per molte applicazioni in acustica architettonica e industriale. La caratterizzazione delle proprietà di assorbimento dipendenti dall'angolo di incidenza è richiesta, ad esempio, per effettuare analisi a priori di qualità acustica degli ambienti interni o di riduzione del rumore, mediante l'utilizzo di software acustici di simulazione. Queste necessità pratiche sono le motivazioni alla base dello sviluppo negli anni di varie tecniche sperimentali per la misura dell'assorbimento acustico, per diversi tipi di incidenza (normale, obliqua e casuale). In questo studio si pone l'attenzione alle tecniche per incidenza normale e obliqua, con particolare riferimento al metodo intensimetrico. Vantaggi e limitazioni di questa tecnica sono esaminati attraverso indagini sperimentali e numeriche. Le prime prove sono svolte per incidenza normale con la sonda intensimetrica tradizionale: i valori ottenuti sono confrontati con i risultati della tecnica standardizzata che fa uso del tubo ad impedenza e di simulazioni numeriche FEM. Per l'estensione all'incidenza obliqua è stata sviluppata una sonda intensimetrica tridimensionale a sei microfoni. I risultati prodotti da quest'ultima in termini di proprietà di assorbimento per incidenza obliqua sono stati confrontati con quelli ottenuti mediante la sonda intensimetrica mono-assiale e con quelli derivanti da simulazioni numeriche. Infine, sono presentati i risultati preliminari di una correzione digitale a posteriori, realizzata mediante tecniche di filtraggio del segnale, mirata al miglioramento delle performance della sonda 3D.