賽為斯聲學顧問談消聲室
文章出處：技術資訊
網責任編輯劉倩
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發表時間：2020-07-27 08:59
什么是消聲室?消聲室是一種聲學實驗室的內部和外部的聲音反射減少噪音,把外部噪聲通過厚厚的磚墻建筑和安靜的房間通風管道消聲器去除。消聲室的主要作用是模擬無屏障自由空間的聲學條件。消聲室分為全消聲室和半消聲室兩種：
全消聲室是在一個閉合空間中，六個面為全吸聲面（截止頻率以上的吸聲系數大于99.9%），用于精密測試產品的聲功率。
半消聲室是在一個閉合空間中，其中一個面為反射面，其他五個面為全吸聲面（截止頻率以上的吸聲系數大于99.9%），用于精密測試產品的聲功率。
消音室吸聲材料的吸聲系數要求大于0.99。一般采用梯度吸收層，常用楔形或錐形結構，以玻璃棉為吸音材料，也可用軟泡塑料。從20世紀40年代開始，逐步過渡的原理被應用于將多孔(或纖維)材料制成錐形或楔形的吸聲材料，統稱為吸聲材料。聲波入射時的提示,由于吸聲層的逐漸過渡性質,材料的聲阻抗與空氣的聲阻抗可以匹配,所以聲波傳遞到吸聲體,吸收效率。目前國內外高質量的消聲室均采用尖銳的結構作為吸聲體。吸聲特性與腔長、填充材料和腔深有關。同一材料的下端越長，其低頻吸聲性能越好。調整腔體深度也可以有效改善楔形結構的低頻吸聲特性。
消聲室的三大指標
消聲室主要有三大技術指標要求，即背景噪聲、截止頻率、自由場半徑。
背景噪聲：即在消聲室內測量，除了被測聲源之外的其他噪聲。
背景噪聲的總聲值和測量范圍內的每個頻帶的允許聲壓級值測量應符合下列要求：
A、 應測出每個頻帶的允許聲壓級值；
B、 在滿足背景噪聲要求的條件下，測量表面上的所有傳聲器位置背景噪聲的總聲壓值和測量范圍內的每個頻帶噪聲值均應低于被測信號10dB；
C、 背景噪聲低于被測信號20dB時，可不進行背景噪聲的修正。
截止頻率：指消聲室一定的空間范圍內，滿足偏離自由場的允差要求的最低頻率。通常通過吸聲尖劈、吸聲平板來控制最低頻率。
自由場：指剛性反射地面上方空間的均勻各向同類媒質中，邊界影響可忽略不計的聲場。達到自由場的條件：點生源的聲強隨距離按平方反比定律變化，即聲壓隨距離按平方反比衰減。
消室聲學技術設計需考慮的關鍵環節
選址：消聲室的建造環境對工程造價、消聲室自由場空間有決定性的影響，因此在選定一個合適的場地來建造消聲室時，盡可能遵循以下幾點：
A、 遠離噪聲源和振動源：比如交通干道、電梯井、生產線、高噪聲設備、廁所等
B、 物理空間需要足夠滿足自由場的尺寸：根據被測物品的外觀尺寸確定自由場半徑，再結合截至頻率，消聲室的隔聲量來確定全消室的物理空間長寬高。特殊情況下，如果空間狹小，可考慮采用平板式吸聲結構來達到設計目的。
減振：解決消聲室受到外部的結構傳聲干擾。
隔聲：控制消聲室的本底噪聲關鍵性環節，在造價上占有相當大的比重。這也是考驗聲學工程師功力的一道重要關口。
吸聲：控制消聲室的截至頻率。常規采用吸聲尖劈來控制；如果空間有限，可以考慮采用平板吸聲來實現。尖劈和平板各有優缺點，需要根據實際情況選擇。
通風：保證消聲室正常的季節性換氣，在南方地區避免室內發霉發潮。
電氣：消聲室內必須要配置的電氣線路、插座、信號線、監控、電源插座等。
消聲室聲學技術設計的難點
本底噪聲控制：消聲室的三大技術指標中，難度相對最大的是本底噪聲的控制。這與消聲室周邊的噪聲和振動環境因素息息相關，由于噪聲有很強的掩蔽性，顯性噪聲和振動容易被發現的，隱性的噪聲和振動容易被忽略。假如忽略了一個不起眼的振動源，都有可能導致項目的失敗。
自由場控制：有些情況下，由于物理空間的限制，采用常規的尖劈吸聲方式，比較占空間，自由場半徑比較小，這時便可采用平板式吸聲，平板吸聲結構占用空間相對較小。但是采用平板吸聲有個缺點，當消聲室的長寬高尺寸比例不合適的情況下，在截至頻率以下的低頻段容易產生駐波從而影響自由場空間。
