Question

消声室的注意

Answer 1

在设计消声室时应注意：
(1)纯音信号的测试项目与宽带噪声信号的测试项目对界面吸声系数的要求有较大差别。
当界面吸声系数a=0.99，即|R|=0.1时．偏差△L=1dB的范围为r<O.2L，△L=-1dB的范围为r<0.18L。扬声器电声参数的测试，多半用纯音信号．所以一般要求界面吸声系数大于0.99，才能在足够大的测试距离上满足声场偏差小于±10%的要求。若要求△Ln<1dB，则即使r=L/2，即测点接近界面，也只要a=0.88就够了。特别在半消声室中进行机器辐射噪声功率级的测定，允许自由声场偏差≤±2 dB或±3 dB，所以对界面吸声系数不必要求达到0．99。
(2)随之而来的是关于吸声结构的设计。
对于要求吸声系数≥0.99的吸声结构，一般采用尖劈形状。因为多孔性材料的吸声机理，是材料内部有大量气流连通的空气隙，形成细管甚至毛细管，当声波传人时，声波在细管中的振动因内摩擦而转化为热能被吸收。吸声能力与材料的空隙率(如玻璃棉的空隙率达96%左右)、流阻及材料的纤维结构有关。同时．吸声的频率特性与材料厚度有关，即吸声最大值的下限频率大约是其厚度相对应的1/4波长的频率。要使低频吸声好，就得增加多孔性吸声材料的厚度。但由于材料的流阻，不能任意增大厚度来延伸低频吸收，各种多孔性材料都有其有效厚度。
因此，要使高吸声特性向低频扩展，就把多孔性材料做成尖劈形状。从尖劈结构的截面来看．是从空气媒质逐渐过渡到多孔性材料，声阻抗有渐变过程，使声波能传人尖劈结构深部并被转化为热能消耗掉。
当然，要设计达到0.99以上的吸声系数．除与材料本身的参数有关外，还与尖劈的形状(尖劈的角度和劈部与尖部的比例)有关。尖劈的总长度决定最大吸声系数的最低频率(一般称吸声系数大于0.99的最低频率为尖劈的截止频率)。大约为尖劈总长度相应为1/4波长的频率。如果利用尖劈基部与尖劈后空腔深度的共振吸声结构．则截止频率还可稍向低频延伸。
在宽带噪声信号的测试情况，尤其半消声室中噪声源声功率级的测定，很多情况下就不一定采用尖劈吸声结构的设计。如，在为某企业设计大型电机的声功率测定进行半消声室设计时，采用三层布幕的多共振吸声结构，在低频驻波管中试验不同材质的防火布，改变与刚性壁的安放距离，获得100Hz以上吸声系数大于0.86的结果，很节省地完成了半消声室的设计任务。
(3)关于消声室大小和形状的考虑。
一般消声室的建筑造型几乎不用球状、柱状或圆弧面的形状。因为如果吸声结构的吸声系数完全大于0．99，则壳体形状的影响不大；但在吸声系数甚低于0．99的情况，至少在吸声结构的截止频率以下，吸声系数急遽下降，则大的凹面会产生聚焦的声缺陷，完全不可能获得近似的自由声场。
对于机器辐射噪声功率的测试，一般测点都要在设备的四周空间布置，所以多为设计成方形或长方形的半消声室．其长宽和高度均可估算，即按有关测试标准所要求的测量距离、测量位置、允许与自由声场的偏差，来确定边长及高度的尺寸，当然会适当留有余地，还要考虑今后可能有的设备大小。
对于电声器件的参数测量，则如果声源(扬声器)放在消声室中心．传声器沿轴向或平面对角线方向放置(一般测试距离1m，对于大尺寸的音箱及线阵列等扬声器系统，需要较大的测试距离)，则消声室尺寸就较大。一般考虑是将声源与传声器测试线的中心设在消声室的中心，并且测试线沿平面对角线方向，消声室的形状是长方形．这样安排使消声室空间最为节省。建成后进行自由声场鉴定时，除声源放在消声室中心进行测量，得到这种情况下一定偏差(为±ldB，±2dB等)内自由声场的范围，另外将测试声源放在将来安放被测扬声器的位置．检测在(平面对角线方向)多远测试距离上，与理想自由声场的偏差为多大。