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消声室声学设计

消声室的作用是为声学测量和声学实验提供一个无反射声影响的自由场(或半自由场)声学环境。在理想的自由声场中,点声源的声压是按反平方定律衰减的,也就是与点声源的距离增加一倍,声压级衰减6dB。为此,消声室内表面的吸声系数应等于1。这在实际上难以达到,一般质量较高的消声室,要求在测试频率范围内表面吸声系数大于0.99,并把吸声系数达到0.99的最低频率称为截止频率。

检查消声室是否满足自由场要求,通常是把球面声源置于消声室的中心,沿声源到消声室八个顶角连线测量声压级,把测得的结果与自由场衰减的理论值进行比较。对用于测定声源功率用的消声室,测量值与理论值的偏差应满足下表的要求。

消声室设计

消声室的背景噪声应低于被测声源声压级10dB以上,如对于传声器、扬声器的声学特性测量,乐器和精密仪器的声学分析等,通常要求允许噪声标准为NR-15;而对家用电器的噪声测定,则允许噪声标准可为NR-25;如专用于大型电机、空压机、通风机的声功率级测定,室内允许噪声控制在NR-30即可满足要求。

消声室的门应有相应的隔声量。目前采用较多的是双层门,外层为开扇隔声门,内层为吸门。

为防止外界振动传人消声室产生噪声和振动干扰,必须采取相应的隔振措施。当截止频率f < l00Hz,周围又存在振动源的情况下,应采用“房中房”结构。隔振装置的自振频率f0可控制在1.5~3.0Hz范围内。

根据需要消声室内应设置空调或通风系统。例如用于听觉试验的消声室,室内经常有被试者,最好能有空调。空调和通风系统都应采取良好的消声措施。

混响室声学设计

混响室是要在一个房间内建立一种近似的混响声场的测试实验室。当一个声源在房间内连续稳定地辐射一定频谱的声波,它就激发其室内许多不同的固有振动方式,声波按不同方式在许多方向来回反射地传播,先传播的声波逐渐衰减,后面的声波则不断补充,达到动态平衡状态。这时,除紧靠壁面处和邻近声源处外,室内声场有可能达到以下特点

1) 各点的平均能量密度相等;

2) 各点从各方向来的平均能量流相等;

3) 达到某点的各波束间的相位是无规的。

符合这三个条件的声场,即称为扩散声场或无规声场,有时也称为混响声场。

混响室的主要声学技术指标:

1) 声场扩散: 室内空间各点不仅声压要均匀,而且声波各个方向的入射方向也要均匀。

2) 混响时间要足够长,即房间内表面的吸声要尽量小。这样一方面可以使其内的声波不断反射,提高扩散效果;另一方面,可以提高测试精度。

3) 室内的本底噪声要低。

混响室建筑设计要求主要包括:

1) 混响室的容积应大于应该根据测试频率下限决定。体积越小,测试的下限频率就越高。

2) 混响室的高、宽、长之比不应成整数,合适的比例为1: 21/ 3 : 22 / 3 ≈ 1:1.25 :1.6

3) 混响室的内壁面不宜相互平行,以免产生驻波,或采取在相互平行的两个壁面中之一做扩散体。这样不仅消除驻波,而且还能提高混响室的声场扩散。

4) 混响室的内壁面要用坚硬密实光滑的材料贴面,以减小吸收增加反射。一般采用水磨石地面,或大理石地面,其他壁面贴瓷砖。容积200m3 左右的混响室空室各频段吸声量应小于表所列之值。

5) 混响室应有良好隔声,一般采用完全分离的双层隔声结构,内层结构与地面做隔振,还要注意考虑门的隔声,以保证本底噪声足够低的要求。

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