搜索各類聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的用途及其構(gòu)造，您了解多少？
2017-05-04 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室顧名思義,聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主要作用是為了進(jìn)行聲學(xué)研究或環(huán)境聲學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。除此之外,例如音箱廠家、聲學(xué)處理公司等在研發(fā)新產(chǎn)品時(shí)也都需要在這樣一個(gè)達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的各類參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。
聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的分類及基本構(gòu)造
從總的來分,聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室可分為三大類,即混響室、隔聲室、消聲室。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室來說,對(duì)周圍環(huán)境應(yīng)具備良好的隔聲和隔震性能,這么做的目的其實(shí)很明顯,是為了避免在實(shí)驗(yàn)工作時(shí)外界噪音所產(chǎn)生的干擾。
從結(jié)構(gòu)上來講,一般的做法是將房間做成單獨(dú)的混凝土盒子,放在彈簧基礎(chǔ)上,彈簧基礎(chǔ)做法分為好幾種,如:鋼彈簧、空氣彈簧、軟木等,具體使用哪種做法要根據(jù)實(shí)際情況來確定。在房間質(zhì)量與彈簧組成的系統(tǒng)中對(duì)共振頻率也有嚴(yán)格的要求。通常共振頻率需低于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試所用的最低頻率,比值通常為1/20,這樣能保證外界的振動(dòng)不會(huì)影響室內(nèi)的測(cè)試工作。
實(shí)驗(yàn)室的隔聲一般采用雙層墻結(jié)構(gòu),通常外墻是磚墻抹灰,內(nèi)墻是混凝土結(jié)構(gòu)。門使用特制隔聲門,周圍作成準(zhǔn)確的碰頭縫,敷以呢絨,以保證嚴(yán)密無縫;或在門邊框上嵌裝橡膠氣墊,以便充氣密封。一般來說聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室附帶有一個(gè)控制室,用來放置測(cè)試儀器和控制指示設(shè)備。
各類聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室概述
一、混響室
在混響室內(nèi)可以測(cè)定材料的吸聲系數(shù),空氣中的聲吸收,聲源和機(jī)器的聲功率頻譜,測(cè)量揚(yáng)聲器的效率等,同時(shí)還可以對(duì)靈敏機(jī)件做噪聲疲勞試驗(yàn)和產(chǎn)生人工混響等。
混響室的容積一般在100~500m3之間,對(duì)于混響時(shí)間上限來說,高頻率決定于空氣中分子的吸收,低頻率取決于墻面上的黏滯性吸收。對(duì)于不同面積的混響室,用途也有所不同。
以中國科學(xué)院聲學(xué)研究所的混響室為例,聲學(xué)所混響室分為三種:體積為425m3的一號(hào)大混響室可做專門研究;體積為191m3二號(hào)標(biāo)準(zhǔn)混響室可用作經(jīng)常性的吸收材料測(cè)試;體積為100m3左右的三號(hào)小混響室可用于測(cè)量墻與天花板的隔聲量或一般性測(cè)試。
混響室的要求:1、加長空室的混響時(shí)間;2、保證室內(nèi)聲場(chǎng)的擴(kuò)散狀態(tài)。
二、隔聲室
隔聲室可用于測(cè)定樓板、墻板、門窗等對(duì)結(jié)構(gòu)和空氣聲的隔聲特性。從隔聲室的構(gòu)造上講,通常由隔振墊(彈簧)、隔聲板、隔聲門、隔聲窗、通風(fēng)消聲器等組成。根據(jù)隔聲量的不同,會(huì)采用單層隔聲室和雙層隔聲室。
1、隔振墊:根據(jù)設(shè)計(jì)要求的偏振系數(shù)、荷載等參數(shù)選擇合適的隔振墊或隔振彈簧。選用的組數(shù)多為4組或5組;
2、組裝式隔聲板:隔聲室的主體隔聲板通常都是組裝結(jié)構(gòu),隔聲板的厚度多為50、75、100mm等。隔聲板的外層為鍍鋅鋼板,內(nèi)層為穿孔板,中間的吸聲材料多用巖棉、玻璃棉等纖維性材料。當(dāng)隔聲室為雙層結(jié)構(gòu),兩隔聲板中間間隙約在100mm左右;
3、隔聲門、窗:門、窗的隔聲量通常要求較高,多為30、35或40dB。隔聲窗多會(huì)采用雙層隔聲窗的結(jié)構(gòu),窗的整體厚度在100mm以上; 隔聲室的隔聲量依賴于各構(gòu)件的綜合隔聲量,因此門、窗的隔聲量以及隔聲板的組合方式、密封方式是否合理,對(duì)隔聲室的隔聲量起著關(guān)鍵的作用。隔聲室是以室內(nèi)、外的聲級(jí)差作為它的評(píng)價(jià)指標(biāo),根據(jù)隔聲室的用途或室內(nèi)聲源噪聲量的不同來確定隔聲室的隔聲量大小,通常在20至45dB不等。當(dāng)高于35dB以上時(shí),通常就需要雙層隔聲室結(jié)構(gòu)才可以達(dá)到。
三、消聲室
消聲室簡單來說是指一間不具有聲學(xué)反射能力的房間。其原理是在消聲室的墻壁上鋪設(shè)吸聲性能良好的吸聲材料,以達(dá)到去除聲波反射的效果。其主要用途為:測(cè)試抗噪聲送、受話器的靈敏度、頻響和方向性等電聲性能。(如:測(cè)試音箱、喇叭單元等設(shè)備的具體參數(shù)及性能。)
從消聲室所用的吸聲材料來看,要求吸聲系數(shù)大于0.99。一般使用漸變吸收層,常用尖劈或圓錐結(jié)構(gòu),以玻璃棉作吸聲材料,也有用軟泡沫塑料的。在消聲室中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),被測(cè)試的對(duì)象或聲源等置于中央的尼龍絲網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)上,由于此類網(wǎng)能承受的重量有限,故只能測(cè)試重量輕、體積小的聲源等。
四、半消聲室和卦限消聲室
半消聲室和卦限消聲室是在一般消聲室的基礎(chǔ)上,利用矩形管中的兩鄰壁做吸聲處理使管的有效尺寸加倍的原理建造的。卦限消聲室是一個(gè)相鄰的三個(gè)面為硬反射面,另三個(gè)面上裝有吸聲尖劈的實(shí)驗(yàn)室。三個(gè)反射面形成三面鏡子,如聲源或接收器置于此三反射面的交點(diǎn)上,則聲源和接收器之間和半消聲室相同,只有直達(dá)聲而沒有反射聲,使在其中形成自由場(chǎng)。由于聲源或接收器只能置于交點(diǎn)上,故在實(shí)際使用中將受到很大限制。半消聲室則是以地板作為鏡面、其他都裝上尖劈的房間。
五、高聲強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室
高聲強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室主要用于高噪聲環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn)、高聲強(qiáng)下吸聲材料及結(jié)構(gòu)的研究、大振幅聲波的研究、金屬板材在強(qiáng)聲場(chǎng)下的疲勞實(shí)驗(yàn)等。
高聲強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室通常包括聲壓級(jí)為160dB的小型混響室和一套截面不同、聲壓級(jí)為170dB的行波管。產(chǎn)生高聲強(qiáng)聲場(chǎng)的聲源可以使用旋笛或氣流揚(yáng)聲器。旋笛的效率高,但頻譜不能改變,氣流揚(yáng)聲器則能產(chǎn)生任意頻譜的無規(guī)噪聲,使用方便。
六、聲學(xué)風(fēng)洞
聲學(xué)風(fēng)洞可以理解為有氣流的消聲室,或者說是處于消聲室內(nèi)的低噪聲、低紊流度并由開口工作段的風(fēng)洞,它是一種地面裝置,可用來研究飛行速度對(duì)風(fēng)扇氣流噪聲和螺旋槳噪聲的影響以及研究流過物體的噪聲。
它既具有常規(guī)風(fēng)洞特點(diǎn),具有適宜的管道和氣流控制裝置,以最小能量損失在試驗(yàn)段產(chǎn)生達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的氣流;又具有聲學(xué)要求;滿足自由場(chǎng)條件,足夠的尺寸條件(可進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量)和非常低的試驗(yàn)段背景噪聲。為了達(dá)到小的紊流度,噴口應(yīng)做成收縮形式。而低噪聲是靠選用低噪聲風(fēng)扇并前后安裝消聲器方法是工作段噪聲不超過60~70dB。
結(jié)語:雖然,聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的存在更多的是為了檢測(cè)與聲音相關(guān)的產(chǎn)品或聲學(xué)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。但是,聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)推進(jìn)聲學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著不容忽視的作用。用一個(gè)簡單的例子來形容,它就如監(jiān)聽音箱一般,如果音樂在做后期制作時(shí)沒有一個(gè)能真實(shí)還原聲音的參考器材,將很難制作出一首高品質(zhì)的音樂,其中的關(guān)系大概就是如此。
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