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當(dāng)前位置：上海邦沃儀器設(shè)備有限公司>>技術(shù)文章>>小型不規(guī)則構(gòu)件吸聲系數(shù)的測(cè)量
通常測(cè)量材料吸聲系數(shù)的方法，主要有兩種：混響室法和阻抗管法。
混響室法用于測(cè)量聲音無(wú)規(guī)入射時(shí)的吸聲系數(shù)，即聲音由四面八方射入材料時(shí)能量損失的比例，而阻抗管法測(cè)量聲音正入射時(shí)的吸聲系數(shù)，聲音入射角度為90度。
兩種方法測(cè)量的吸聲系數(shù)是不*相同的。因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中聲音入射大多數(shù)情況是無(wú)規(guī)的，所以工程上使用的是混響室法測(cè)量吸聲系數(shù)。
阻抗管法又分為：駐波比法（也叫駐波管法）和傳遞函數(shù)法。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下：
GB/T 18696.1-2004 （eqv ISO 10534-1)《聲學(xué) 阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測(cè)量：第1部分 駐波比法》
GB/T 18696.2-2002《聲學(xué) 阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測(cè)量：第2部分 傳遞函數(shù)法》
GB/T 20247.1-2006/ ISO354:2003 《聲學(xué) 混響室吸聲測(cè)量》2.小型不規(guī)則構(gòu)件吸聲系數(shù)測(cè)量的難
混響室測(cè)量材料吸聲系數(shù)要求試件面積為10 m2～12 m2，可是在許多時(shí)候試件的面積遠(yuǎn)小于這一要求，測(cè)試的結(jié)果就會(huì)造成較大的誤差。
例如對(duì)于汽車(chē)已經(jīng)成型的內(nèi)飾材料的吸聲特性測(cè)試時(shí)，由于試件是一個(gè)整體，不能切割放入阻抗管內(nèi)測(cè)量，而且試件的面積又太小，不能滿足混響室樣品面積>10 m2的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求。
為了解決這一問(wèn)題，美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)工程師學(xué)會(huì)（Society of Automotive Engineers）提出使用小混響室來(lái)測(cè)量小試件無(wú)規(guī)入射吸聲系數(shù)的方法，并制定了實(shí)驗(yàn)室測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，即SAE J2883—2015《使用小混響室無(wú)規(guī)入射吸聲試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量》（Laboratory Measurement of Random Incidence sound Absorption Tests Using a Small Reverberation Room）。
3.小混響艙測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)
小混響艙是聲學(xué)測(cè)量領(lǐng)域的一種專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置，其室內(nèi)聲能密度較為均勻，形成擴(kuò)散聲場(chǎng)，主要用于小型不規(guī)則構(gòu)件（如汽車(chē)構(gòu)件）吸聲特性的測(cè)量。
與標(biāo)準(zhǔn)混響室相比，具有造價(jià)低廉，占地面積較小，方便移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，小混響艙能廣泛應(yīng)用于各種小型不規(guī)則構(gòu)件吸聲系數(shù)的測(cè)量。
目前，我國(guó)關(guān)于小混響艙的構(gòu)造、制作沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要是參考美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)工程師學(xué)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)SAE J 2883 — 2015 《使用小混響室無(wú)規(guī)入射吸聲試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量》。
與標(biāo)準(zhǔn)混響室法相比，小混響艙測(cè)試具有以下優(yōu)點(diǎn)：
標(biāo)準(zhǔn)混響室體積要求不小于150 m3，小混響艙的體積在6 m3～25 m3，造價(jià)明顯要低許多，安裝施工也比要簡(jiǎn)單得多。
與駐波管法相比，小混響艙與標(biāo)準(zhǔn)混響室一樣可以測(cè)量形狀大小不規(guī)則的試件，且其可以測(cè)量均勻無(wú)規(guī)則入射的吸聲系數(shù)，這在實(shí)際應(yīng)用中更有價(jià)值。
4．小混響艙測(cè)量材料吸聲系數(shù)的方法
本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，小混響艙就是一個(gè)體積縮小許多的混響室，其試樣測(cè)試過(guò)程和方法與混響室法基本一致。一般來(lái)說(shuō)，它的容積在6 m3～25 m3。
小混響艙包括一個(gè)主混響室，室內(nèi)一般有若干個(gè)聲源及4個(gè)以上傳聲器，外部則包括包裹主混響室的隔聲屏體以及信號(hào)采集處理系統(tǒng)。
表1 標(biāo)準(zhǔn)混響室與小混響艙測(cè)吸聲系數(shù)的比較
方法 | 標(biāo)準(zhǔn)混響室 | 小混響艙 |
參考標(biāo)準(zhǔn) | GB/T 20247.1-2006/ISO 354-2003 | SAE J 2883-2015 |
箱體容積 | 不應(yīng)小于150 m3，建議200 m3 | 推薦6 m3～25 m3 |
平面樣品面積 | 10 m2～12 m2 | 1 m x 1.2 m (1.2 m2)，不規(guī)則樣品接近這個(gè)面積，大不超過(guò)地板面積的30% |
測(cè)試溫度 | 不小于15℃ | 不小于15℃ |
濕度范圍 | 30%～90% | ≥50%，如果測(cè)試6300 Hz以上，＞60% |
測(cè)試時(shí)溫濕度條件 | 測(cè)試前讓試件在混響室內(nèi)達(dá)到溫度和相對(duì)濕度的相對(duì)平衡 | 有樣品和無(wú)樣品溫度變化不要超過(guò)5℃，濕度變化不超過(guò)5% |
空氣吸收的修正 | 所有頻率100 Hz-5 kHz,都需要進(jìn)行空氣吸收的修正 | 1 kHz以上進(jìn)行空氣吸收的修正 |
樣品擺放要求
| 試件長(zhǎng)寬比為0.7～1，距離墻不小于1 m，至少0.75 m，可平鋪也可沿墻放置 | 不平行任何一個(gè)面，距離1/4波長(zhǎng)，區(qū)域 |
邊緣密封 | 平面材料周邊應(yīng)密封，如框架與試件表面齊平 | 密封條應(yīng)高于樣品，但不超過(guò)3 mm |
聲源
| 聲源應(yīng)為全向輻射聲源，不同位置間距3米，相鄰1/3 Octave不超過(guò)6dB | 聲源無(wú)指向性，多個(gè)聲源如果使用，相距至少1/4波長(zhǎng)，一般在角上 |
揚(yáng)聲器 | 揚(yáng)聲器每個(gè)頻率聲壓級(jí)高出本底噪聲35 dB | 揚(yáng)聲器每個(gè)頻率聲壓級(jí)高出本底噪聲45 dB |
麥克風(fēng)及放置 | 至少3個(gè)傳聲器位置，至少兩個(gè)聲源位置 | 至少4個(gè)麥克風(fēng),距離墻至少1/4波長(zhǎng)，距離聲源和其他麥克風(fēng)至少1/2波長(zhǎng) |
傳聲器位置數(shù)×揚(yáng)聲器位置數(shù) | 至少為12 | 至少為10 |
每個(gè)麥克風(fēng)-揚(yáng)聲器位置 | 至少測(cè)試3次 | 至少測(cè)試5次 |
衰減曲線起點(diǎn)和終點(diǎn) | 衰減曲線啟動(dòng)為下降5 dB處，下降段為20 dB，終點(diǎn)高于本底10 dB | 衰減曲線起點(diǎn)為下降5 dB處，下降段要求25 dB，終點(diǎn)高于本底15 dB |
濕度修正 | 沒(méi)有濕度修正要求 | 聲速的濕度修正 |
測(cè)試環(huán)境的儀器精度 | 無(wú)要求 | 溫度±1℃，濕度±2%，大氣壓±30 kPa |
吸聲 | 室內(nèi)空?qǐng)鑫暳?00 Hz～800 Hz不超過(guò)6.5 m³，1000 Hz～5000 Hz 不超過(guò)7.0 m³～14.0 m³ | 艙內(nèi)表面平均吸聲系數(shù)小于0.06 |
房間擴(kuò)散性測(cè)試 | 標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)試 | 4個(gè)傳聲器位置，每個(gè)位置5次，麥克風(fēng)-揚(yáng)聲器組合10次 |
5．小混響艙的參數(shù)
小混響艙一般采用鋼板結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁光滑，空?qǐng)鰰r(shí)室內(nèi)吸聲量很小，以確保測(cè)量精度。
三邊長(zhǎng)按尺寸設(shè)計(jì)，使簡(jiǎn)振頻率在400 Hz～10 kHz內(nèi)均勻分布，實(shí)現(xiàn)了混響聲場(chǎng)。
為保證小混響艙內(nèi)聲場(chǎng)分布均勻，各點(diǎn)聲能密度相等，故室內(nèi)每面墻體皆不相互平行且每條邊棱長(zhǎng)均不一致，并保證其內(nèi)部短棱長(zhǎng)大于截止頻率的半波長(zhǎng)，室內(nèi)大線度lmax≤1.9 V1/3，還應(yīng)在其室內(nèi)布置擴(kuò)散體。
據(jù)計(jì)算，當(dāng)擴(kuò)散體體積與小混響艙容積比在11%時(shí)，整體擴(kuò)散效果較好。箱體應(yīng)具有良好的隔聲性能，減少外界噪聲對(duì)測(cè)量的影響。
箱體下方采用減振設(shè)計(jì)，減少外界振動(dòng)對(duì)測(cè)量的影響。小混響艙上下角各安裝一個(gè)揚(yáng)聲器，用于聲場(chǎng)的激勵(lì)。室內(nèi)安裝4個(gè)傳聲器，測(cè)量室不需再移動(dòng)傳聲器位置，提高測(cè)試效率。
型號(hào) | 小型混響艙 |
規(guī)格尺寸 | 2510 mm×2640 mm×2528 mm |
內(nèi)部容積 | 9.26 m³ |
測(cè)量頻段 | ≥400 Hz |
隔聲箱板 | 3 mm鍍鋅鋼板 |
內(nèi)部照明 | 350 lx |
隔聲量 | ≥35 dB |
小混響艙法所需測(cè)試儀器與混響室法使用的儀器類(lèi)似，只針對(duì)硬件和軟件作了一些改進(jìn)。
表3 小混響艙測(cè)試系統(tǒng)配置清單
儀器名稱(chēng) | 型號(hào) | 規(guī)格 | 數(shù)量 |
小混響艙 | 體積6m3或9m3 | 1 | |
數(shù)據(jù)采集分析儀 | AWA6290B型分析儀 | 四通道，4輸入2輸出 | 1 |
功率放大器 | AWA 5871 | 100W | 1 |
測(cè)試傳聲器 | AWA 14423 | Φ12.7mm （1/2英寸） | 4 |
前置放大器 | AWA 14604 | ICP型 | 4 |
聲源 | 小型聲源 | 15 W | 2 |
軟件 | 1 |
7．結(jié)束語(yǔ)
由于小混響艙的特點(diǎn)，而且造價(jià)低，使用安裝方便，所以其應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。它不僅可以進(jìn)行各種小型不規(guī)則形狀物體的吸聲性能測(cè)量，還可以進(jìn)行小型聲源聲功率級(jí)的測(cè)量與研究。
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