消聲室的主要功能是為聲學(xué)測試提供一個(gè)自由場(chǎng)空間或半自由場(chǎng)空間。自由場(chǎng)是指聲波在無(wú)限大空間里傳播時(shí),不存在任何反射體和反射面。聲波在自由場(chǎng)或半自由場(chǎng)空間里傳播有特定的物理定義,包括:
對點(diǎn)聲源聲壓隨距離衰減,這就是聲能的反平方律;
聲壓級在常溫常壓下等于聲強級。這是在消聲室里測量聲功率的理論基礎。
自由聲場(chǎng)要求聲場(chǎng)中只有直達聲而沒(méi)有反射聲。實(shí)際上,只能做到反射聲盡可能小,和直達聲相比可以忽略不計就可以了。獲得自由聲場(chǎng)的方法很多,例如,室外的空曠場(chǎng)所,就是近似自由聲場(chǎng)。使用這種近似自由聲場(chǎng)的缺點(diǎn)是測量工作要受氣候的影響。因此,一般都需要在房間內創(chuàng )造出具有自由聲場(chǎng)特點(diǎn)的實(shí)驗室,即消聲室。
消聲室分全消聲室和半消聲室二種類(lèi)型。房間的六個(gè)面全鋪設吸聲層的稱(chēng)為全消聲室,一般簡(jiǎn)稱(chēng)消聲室。凡要求測量誤差比較小,如要求在dB以?xún)?,或者有測量聲源的方向特性等要求的,一般都設計全消聲室。房間的六個(gè)面中只在五個(gè)面或四個(gè)面鋪吸聲層的,稱(chēng)為半消聲室。當被測噪聲的機器很笨重,難以在全消聲室中安放,而測量誤差允許較大時(shí),就設計半消聲室來(lái)完成其測試工作。
消聲室性能由二項重要指標來(lái)描述:本底噪聲和截止頻率。根據國標GB6882-1986《聲學(xué)噪聲源聲功率級的測定消聲室和半消聲室精密法》,在測試頻率范圍內,背景噪聲的聲壓級至少比被測聲源的聲壓級低6dB,最好低12dB。消聲室是要在室內模擬自由場(chǎng)或半自由場(chǎng)空間,所以要求墻面吸聲系數為99%以上。半自由場(chǎng)地面的反射系數為95%以上。設計一種能做到全頻帶(20 Hz – 20000 Hz)的100%吸聲體,是不可能的。因為通用的材料對高頻聲波很容易被吸收,而低頻吸收則和材料的厚度有關(guān)。截止頻率是指在此頻率以上,墻面的吸聲系統能保證99%的吸聲系數。
為了消除室內的反射聲,消聲室內除了沒(méi)有障礙物外,室內各面(墻壁、天花板、地面)上都鋪設高效能的吸聲材料或吸聲結構,使入射于界面上的聲波,在一定頻率范圍內幾乎完全被吸收。為了消除外界的干擾,消聲室必須有良好的隔聲和隔振性能。這些是消聲室的基本要求。
消聲室最早出現在本世紀30年代,最初的吸聲結構為多層吸聲材料。有的與壁面平行地懸掛,并與壁面相隔一定距離,有的與壁面垂直地懸掛。1940年,梅耶等人首先提出并采用了逐漸過(guò)渡形式的棱錐形吸聲體。這是吸聲結構設計上的重大革新。此后,凡是高質(zhì)量消聲室的吸聲體設計,從棱錐體到圓錐體直到尖劈體,都是基于逐漸過(guò)渡的原理。以后的改進(jìn),主要在于吸聲體底部與壁面間留有一定空間,使產(chǎn)生適宜的共振,以改進(jìn)低頻吸聲特性。目前采用尖劈體作為吸聲體的居多數。實(shí)際工程中的(半)自由場(chǎng)空間是指對截止頻率以上的聲波,消聲室內為(半)自由場(chǎng)空間,截止頻率越低,尖劈的長(cháng)度要求就越大。一般而言,尖劈的長(cháng)度適用于1/4波長(cháng)。
鑒定消聲室內的聲場(chǎng)是否是自由聲場(chǎng),主要是通過(guò)觀(guān)察它與理想自由聲場(chǎng)接近的程度來(lái)決定。一般用聲壓與點(diǎn)聲源距離成反比的定律來(lái)檢驗,允許偏差約為±0.5dB。
現在國內的消聲室使用的常規的吸聲材料吸音尖劈,吸聲尖劈常見(jiàn)的尺寸有:400*400*600mm;400*400*1000mm;600*600*1050mm。歐遠聲學(xué)可根據需要訂制各種規格的吸音尖劈,滿(mǎn)足不同消聲室所需要的吸聲材料。