小型不規(guī)則構(gòu)件吸聲系數(shù)的測量

通常測量材料吸聲系數(shù)的方法，主要有兩種：混響室法和阻抗管法。

  混響室法用于測量聲音無規(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)情況是無規(guī)的，所以工程上使用的是混響室法測量吸聲系數(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) 混響室吸聲測量》2.小型不規(guī)則構(gòu)件吸聲系數(shù)測量的難     

      混響室測量材料吸聲系數(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，測試的結(jié)果就會(huì)造成較大的誤差。

      例如對于汽車已經(jīng)成型的內(nèi)飾材料的吸聲特性測試時(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的測試標(biāo)準(zhǔn)要求。

      為了解決這一問題，美國機(jī)動(dòng)車工程師學(xué)會(huì)（Society of Automotive Engineers）提出使用小混響室來測量小試件無規(guī)入射吸聲系數(shù)的方法，并制定了實(shí)驗(yàn)室測量標(biāo)準(zhǔn)，即SAE J2883—2015《使用小混響室無規(guī)入射吸聲試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室測量》（Laboratory Measurement of Random Incidence sound Absorption Tests Using a Small Reverberation Room）。

3.小混響艙測量的優(yōu)點(diǎn)

      小混響艙是聲學(xué)測量領(lǐng)域的一種專業(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，主要用于小型不規(guī)則構(gòu)件（如汽車構(gòu)件）吸聲特性的測量。

      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)的測量。

      目前，我國關(guān)于小混響艙的構(gòu)造、制作沒有一個(gè)統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要是參考美國機(jī)動(dòng)車工程師學(xué)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)SAE J 2883 — 2015 《使用小混響室無規(guī)入射吸聲試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室測量》。

    與標(biāo)準(zhǔn)混響室法相比，小混響艙測試具有以下優(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)混響室一樣可以測量形狀大小不規(guī)則的試件，且其可以測量均勻無規(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．小混響艙測量材料吸聲系數(shù)的方法

    本質(zhì)上來說，小混響艙就是一個(gè)體積縮小許多的混響室，其試樣測試過程和方法與混響室法基本一致。一般來說，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采集處理系統(tǒng)。

表1 標(biāo)準(zhǔn)混響室與小混響艙測吸聲系數(shù)的比較

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，空場時(shí)室內(nèi)吸聲量很小，以確保測量精度。

     三邊長按尺寸設(shè)計(jì)，使簡振頻率在400 Hz～10 kHz內(nèi)均勻分布，實(shí)現(xiàn)了混響聲場。

    為保證小混響艙內(nèi)聲場分布均勻，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均不一致，并保證其內(nèi)部短棱長大于截止頻率的半波長，室內(nèi)大線度lmax≤1.9 V^1/3，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，減少外界噪聲對測量的影響。

      箱體下方采用減振設(shè)計(jì)，減少外界振動(dòng)對測量的影響。小混響艙上下角各安裝一個(gè)揚(yáng)聲器，用于聲場的激勵(lì)。室內(nèi)安裝4個(gè)傳聲器，測量室不需再移動(dòng)傳聲器位置，提高測試效率。

      小混響艙法所需測試儀器與混響室法使用的儀器類似，只針對硬件和軟件作了一些改進(jìn)。

表3 小混響艙測試系統(tǒng)配置清單 

7．結(jié)束語

      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量，還可以進(jìn)行小型聲源聲功率級的測量與研究。