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第七章 声学测量 测试环境和声场条件 • 平面波声场（驻波管） • 自由声场（消声室） • 扩散声场（混响室） 自由声场和消声室 • 自由声场：无界空间中的声场，声波只 是从声源向四周辐射出去，而不受边界 和其他物体的反射，同时也没有别的声 波干扰。 • 消声室：就是在室内模拟自由声场的实 验室。 • 可用于要求避免反射干扰的测量。 扩散声场和混响室 • 扩散声场：房间内声能密度处处相同， 而且在任一受声点上，声波在各个传播 方向作无规分布的声场。 • 混响室：就是模拟扩散声场的实验室。 • 可用于测量声源声功率，材料吸声系数， 构件隔声量等。 消声室（半消声室）基本概念 • 消声室（或半消声室） 是声学实验和噪声测 试中极其重要的实验 场所。其作用是提供 一个自由场或半自由 场空间的低噪声测试 环境。 自由场 • 自由场是指声波在无限大空间里传播时，不存在 任何反射体和反射面。 • 自然界中的自由场空间是将声源吊在空中，远离 任何反射物，声波可自由地向360 °全方位角传 播。半自由场空间是指自由空间中有一全反射面， 声波只能在180 °半球方位自由传播。常见的半 自由场空间如水泥地面的大型露天停车场、室外 篮球场、停机坪…等。 背景噪声 • 尽管水泥地面的大型露天停车场、室外篮球场、 停机坪…等也能提供半自由场空间，但测量时会 受背景噪声的影响。试想，冰箱的噪声在30dBA 而环境的背景噪声在45dBA，要测量冰箱的噪声 是不可能的。所以消声室另一个功能是提供低背 景噪声的环境以适应测试环境的要求。 • 根据国标GB6882 －86 《声学噪声源声功率级的测 定消声室和半消声室精密法》，在测试频率范围 内，背景噪声的声压级至少比被测声源的声压级 低6dB，最好低12dB。 截止频率 • 消声室是要在室内模拟自由场或半自由场空间， 所以要求墙面吸声系数为99%以上。半自由场地 面的反射系数为95%以上。 • 设计一种能做到全频带（20 Hz – 20000 Hz ）的 100%吸声体，是不可能的。因为通用的材料对 高频声波很容易被吸收，而低频吸收则和材料的 厚度有关。 • 截止频率是指在此频率以上，墙面的吸声系统能 保证99%的吸声系数。所以，截止频率也就是消 声室所要求的低频下限频率。 吸声构造 • 为使闭合空间界面上的声反射减少到可以忽略的 程度，就要求所用的界面吸声材料在宽频带内有 极高的吸收。换句话说，如果使吸声材料表面的 入射声阻抗与空气的声阻抗几乎相等，则声波在 材料的表面的反射就会很小。 • 要使界面上的反射声能尽可能小，就应把声波从 空气“牵引”到吸声材料里面，通过在材料里面 均匀的逐渐增大的截面，一步步地深入，而阻抗 总是匹配的，以此达到尽可能吸收的目的。 吸声构造—尖劈 • 答案：把多孔性吸声材料做成尖劈的 形状，它的截面从尖端开始随着尖劈 的增长而扩大，尖劈的长度根据所要 求的低频下限频率（截止频率）的波 长确定。 • 截止频率越低，尖劈的长度要求就越 大。一般而言，尖劈的长度适用于1/4 波长理论。此时，吸声尖劈的垂直入 射的吸声系数为0.99。 • 实际工程中的（半）自由场空间是指 对截止频率以上的声波，消声室内为 （半）自由场空间。 吸声尖劈和截止频率 吸声构造的吸声特性与消声室内 自由声场特性的关系 • 吸声构造的吸声特性一般以驻波管测得的垂直入 α 射吸声系数 来检验。 0 • 但是，吸声构造的吸声特性与由它所包围的空间 的自由声场特性之间，