消聲室不僅是聲學測試的一個特殊實驗室,而且是測試系統(tǒng)的重要組成部分,實際上它也是聲學測試設備之一,其聲學性能指標直接影響測試的精度。 消聲室的主要用途是測試抗噪聲送、受話器的靈敏度、頻響和方向性等電聲性能。這種送、受話器的頻率范圍要保證語言通信清晰,一般為200—800Hz左右。
根據消聲室用途及原有房間條件,聲學設計指標如下:
( 1 )設計的消聲室為一間全消聲室,并要求設置工作地網。
( 2 )隔聲設計實現(xiàn)本底噪聲指標。
( 3 )吸聲設計實現(xiàn)自由聲場指標,要求測量誤差在±1dB以內,或者有測量聲源方向等特殊要求。
( 4 )消聲設計實現(xiàn)空氣動力學性能。
( 5)隔振設計實現(xiàn)隔離全消聲室周圍產生的低頻振動。
(一)隔聲和隔振
通過現(xiàn)場數據采集和實地考察,確定待建消聲室位置附近的低頻噪聲源和環(huán)境噪聲,根據采集結果分析確定設計方案,為了提高隔聲和隔振效果,一般采取與原有建筑完全分離的“房中房”式隔聲結構。
(二)浮筑地面
為了隔絕因撞擊引起的固體聲,采用彈性墊層的浮筑地面進行隔振。其做法是在原地面上鋪上一層15cm厚(經壓實后為10cm)的玻璃棉保溫板作為隔振彈性墊層,在它的上面再做一層厚20cm的鋼筋混凝土地板,與外墻留有5cm的問隙,以防止與外墻的剛性連接,隔絕大樓內和戶外固體聲的傳入。
(三)隔墻
在浮筑地面上砌一層厚24cm的磚墻作為內墻,與外墻之間留有20cm的間隙,砌墻磚縫要求砂漿飽滿,以防縫隙漏聲。
(四)隔聲吊頂
考慮到施工和減輕隔聲平頂的重量,采用雙層鋼絲網水泥抹灰,中間留有10cm空氣層的隔聲平頂,其特點是隔聲量高、重量輕。為了使消聲室能獲得盡量大的有效高度,支承樓板的大梁讓其部分向下凸出。
(五)隔聲門
消聲室門具有隔聲和吸聲功能,它由隔聲門和吸聲尖劈門組成,設在與儀器室之間的分隔墻上,安裝有兩道單開鋼質復合結構隔聲門以及內壁的吸聲扯門。其特點是大大縮小一般推拉式吸聲尖劈門所占的空問位置,而且開關也很方便。由于消聲室設計采用了短吸聲尖劈,為此將靠壁面的一組吸聲尖劈朝內安裝,留空檔解決扯門位置。
(六)吸聲尖劈
吸聲尖劈的設計是保證消聲室聲場特性和測試下限頻率的決定因素。為了盡可能增大有效空間,尖劈的長度由截止頻率暨1/4波長理論決定,具體的計算方法為L=1/4*(340/Fc)。其中Fc為截止頻率;340為聲波在空氣中的傳播速度,單位為m/s;L則為要達到截止頻率的吸音消聲尖劈理論上的長度。用4mm的冷拔鋼絲做骨架,內填充環(huán)保型無甲醛吸音消聲材料,采用定制模具切割,切割后整體填充,確保每一個尖劈的外型一致而美觀,無碎棉和棉渣,確保玻璃棉不外漏、內層面采用新型高織數白色玻璃布整體套裁,接縫處用魔術貼粘接;外層面采用防火的灰白阻燃洞布,整體套裁確保規(guī)格統(tǒng)一,后接縫處都處于尖劈底部,手工封口。
(七)地網結構
為了測試方便,消聲室設有一工作地網。根據消聲室的高度,地網設在離地面64cm處。工作地網一方面應有足夠的強度和剛度,以保;另一方面不允許地網聲反射影響聲場特性。為此,選用4高強度鋼絲,兩端分別連在固定于墻圈梁上的花籃螺絲和拉鉤上,利用花籃螺絲把鋼絲收緊,使地網保持平直,鋼絲間距為10cm。
地網在靠墻角處設計有一個1m×1m的人孔,以便安裝網下地面上的尖劈,必要時
消聲室的校準原先只在國家標準GB6882或ISO3745《聲學—噪聲源聲功率級的測定—消聲室和半消聲室精密法》中的附錄A規(guī)定了測試聲場地校準程序。2006年發(fā)布了JJF1147—2006《消聲室和半消聲室聲學特性校準規(guī)范》詳細地規(guī)定了消聲室和半消聲室聲學特性地確定和評價。
消聲室主要技術指標有兩項:①自由聲場的頻率范圍和空間范圍 [1] ;②本底噪聲。
本底噪聲地測量相對比較簡單,一般是在消聲室或半消聲室內選擇3 ~5個測點,依次測量各測點處的聲壓級和1 /1 倍頻帶聲壓級,取相應的算術平均值作為該房間的本底噪聲級。
自由聲場的頻率范圍和空間范圍測量過程是將傳聲器按選定的路徑向吸聲壁面方向移動至下一個測點,測點之間的距離相等并不大于0.1 m,終的測點與吸聲壁面的距離應不大于0.75 m,每條測量路徑上的測點數不少于10個。依次測量各選定路徑所有測點上的聲壓級。
電波混響室技術研究的早期,在電磁兼容性測試技術中引人混響室測試平臺的初衷主要是混響室可以利用較小的功率輸入獲得強輻射場。
由于電波混響室提供的電磁環(huán)境具有以下特性:空間均勻,室內能量密度各處一致;各向同性,在所有方向的能量流是相同的;隨機極化,所有的波之間的相角以及它們的極化是隨機的。所以混響室可用于多種涉及輻射場的測量其中包括:
l 輻射抗擾度和輻射發(fā)射測量。在混響室內可形成各向同性、均勻的場,因而特別適合進行輻射抗擾度測量,尤其是對于大型的EUT
l 屏蔽效能測量。對屏蔽襯墊、屏蔽材料的屏蔽效能測量的特點是在大的混響室內設置另外一個較小的屏蔽殼體,并在此殼體內對由屏蔽材料泄漏進入的場也進行模攪拌,并分別接收混響室中及屏蔽殼體內電磁場的功率,從而求得屏蔽效能。
l 天線效率測量。在天線參數測量中,天線效率的測量是比較困難的。這主要是由于測量一付天線在全部立體角范圍內輻射的總功率是十分困難的。因為任何一付實用的天線都不可能是完全全向的,不同立體角的輻射功率密度也是不同的。但這些困難在混響室測量中不復存在。
在無線通信領域,利用電波混響室的多反射形成的漫射場模擬無線通信中的多入多出環(huán)境。其研究內容較多,比如汽車內部的超寬帶通信等。