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    廈門消聲室無混響室設(shè)計,誠信經(jīng)營,客戶至上

    2024-12-23 03:26:01 612次瀏覽
    價 格:面議

    由于實際需要,自70年代起發(fā)展了一種稱為半消聲室的聲學(xué)實驗室。此半消聲室除要求地面為硬質(zhì)剛性反射面外,其余與消聲室相同。當(dāng)聲源或接收器置于地面上時,聲源和接收器之間只有直達(dá)聲而沒有反射聲,故在地面上的半空間中有同消聲室中那樣的自由場。半消聲室的優(yōu)點(diǎn)是由于地面是硬的,能承受較大的重量,適宜測量如車輛、大型機(jī)器、設(shè)備等的噪聲功率且使用方便,造價比消聲室低廉;缺點(diǎn)是當(dāng)聲源的等效聲中心或接收器高出地面較多時,聲反射的影響使聲場嚴(yán)重偏離自由場,這種現(xiàn)象在頻率高時更為顯著,因此半消聲室存在有高頻限。

    卦限消聲室是一個相鄰的三個面為硬反射面,另三個面上裝有吸聲尖劈的實驗室。三個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。由于聲源或接收器只能置于交點(diǎn)上,故在實際使用中將受到很大限制。

    在設(shè)計消聲室時應(yīng)注意:

    (1)純音信號的測試項目與寬帶噪聲信號的測試項目對界面吸聲系數(shù)的要求有較大差別。

    (2)隨之而來的是關(guān)于吸聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

    對于要求吸聲系數(shù)≥0.99的吸聲結(jié)構(gòu),一般采用尖劈形狀。因為多孔性材料的吸聲機(jī)理,是材料內(nèi)部有大量氣流連通的空氣隙,形成細(xì)管甚至毛細(xì)管,當(dāng)聲波傳人時,聲波在細(xì)管中的振動因內(nèi)摩擦而轉(zhuǎn)化為熱能被吸收。吸聲能力與材料的空隙率(如玻璃棉的空隙率達(dá)96%左右)、流阻及材料的纖維結(jié)構(gòu)有關(guān)。同時.吸聲的頻率特性與材料厚度有關(guān),即吸聲值的下限頻率大約是其厚度相對應(yīng)的1/4波長的頻率。要使低頻吸聲好,就得增加多孔性吸聲材料的厚度。但由于材料的流阻,不能任意增大厚度來延伸低頻吸收,各種多孔性材料都有其有效厚度。

    因此,要使高吸聲特性向低頻擴(kuò)展,就把多孔性材料做成尖劈形狀。從尖劈結(jié)構(gòu)的截面來看.是從空氣媒質(zhì)逐漸過渡到多孔性材料,聲阻抗有漸變過程,使聲波能傳人尖劈結(jié)構(gòu)深部并被轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。

    當(dāng)然,要設(shè)計達(dá)到0.99以上的吸聲系數(shù).除與材料本身的參數(shù)有關(guān)外,還與尖劈的形狀(尖劈的角度和劈部與尖部的比例)有關(guān)。尖劈的總長度決定吸聲系數(shù)的頻率(一般稱吸聲系數(shù)大于0.99的頻率為尖劈的截止頻率)。大約為尖劈總長度相應(yīng)為1/4波長的頻率。如果利用尖劈基部與尖劈后空腔深度的共振吸聲結(jié)構(gòu).則截止頻率還可稍向低頻延伸。

    在寬帶噪聲信號的測試情況,尤其半消聲室中噪聲源聲功率級的測定,很多情況下就不一定采用尖劈吸聲結(jié)構(gòu)的設(shè)計。如,在為某企業(yè)設(shè)計大型電機(jī)的聲功率測定進(jìn)行半消聲室設(shè)計時,采用三層布幕的多共振吸聲結(jié)構(gòu),在低頻駐波管中試驗不同材質(zhì)的防火布,改變與剛性壁的安放距離,獲得100Hz以上吸聲系數(shù)大于0.86的結(jié)果,很節(jié)省地完成了半消聲室的設(shè)計任務(wù)。

    (3)關(guān)于消聲室大小和形狀的考慮。

    一般消聲室的建筑造型幾乎不用球狀、柱狀或圓弧面的形狀。因為如果吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲系數(shù)完全大于0.99,則殼體形狀的影響不大;但在吸聲系數(shù)甚低于0.99的情況,至少在吸聲結(jié)構(gòu)的截止頻率以下,吸聲系數(shù)急遽下降,則大的凹面會產(chǎn)生聚焦的聲缺陷,完全不可能獲得近似的自由聲場。

    對于機(jī)器輻射噪聲功率的測試,一般測點(diǎn)都要在設(shè)備的四周空間布置,所以多為設(shè)計成方形或長方形的半消聲室.其長寬和高度均可估算,即按有關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)所要求的測量距離、測量位置、允許與自由聲場的偏差,來確定邊長及高度的尺寸,當(dāng)然會適當(dāng)留有余地,還要考慮今后可能有的設(shè)備大小。

    對于電聲器件的參數(shù)測量,則如果聲源(揚(yáng)聲器)放在消聲室中心.傳聲器沿軸向或平面對角線方向放置(一般測試距離1m,對于大尺寸的音箱及線陣列等揚(yáng)聲器系統(tǒng),需要較大的測試距離),則消聲室尺寸就較大。一般考慮是將聲源與傳聲器測試線的中心設(shè)在消聲室的中心,并且測試線沿平面對角線方向,消聲室的形狀是長方形.這樣安排使消聲室空間為節(jié)省。建成后進(jìn)行自由聲場鑒定時,除聲源放在消聲室中心進(jìn)行測量,得到這種情況下一定偏差(為±ldB,±2dB等)內(nèi)自由聲場的范圍,另外將測試聲源放在將來安放被測揚(yáng)聲器的位置.檢測在(平面對角線方向)多遠(yuǎn)測試距離上,與理想自由聲場的偏差為多大。

    電波混響室是一個電大尺寸且具有高導(dǎo)電反射墻面構(gòu)成的屏蔽腔室,腔室中通常安裝一個或幾個機(jī)械式攪拌器或調(diào)諧器,通過攪拌器的轉(zhuǎn)動改變腔室的邊界條件,進(jìn)而在腔室內(nèi)形成統(tǒng)計均勻、各向同性和隨機(jī)極化的電磁環(huán)境。

    在國內(nèi),關(guān)于混響室的名稱多種多樣,公開發(fā)表的論文中出現(xiàn)的名稱包括“電波混響室”、“EMC混響室”、“電磁混響室”、“電磁混波室”等。為避免混淆,一方面,考慮到在形式上與另一種傳統(tǒng)意義的電磁兼容測試平臺“電波暗室”一致,比較習(xí)慣,也便于區(qū)分和理解;另一方面,在聲學(xué)領(lǐng)域,“混響室”使用更廣泛,而“混波室”使用比較少,而且混響室初是借鑒聲學(xué)研究中“混響室”的概念,所以有學(xué)者建議在國內(nèi)統(tǒng)一使用“電波混響室”這一名詞。

    目前,應(yīng)用多、標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可、運(yùn)行比較可靠的電波混響室是機(jī)械攪拌式混響室,又稱模式攪拌式混響室(Mode Stirred Reverberation Chamber),它是在高反射腔體內(nèi),安裝一個或多個機(jī)械式攪拌器,通過攪拌器的連續(xù)或者步進(jìn)式轉(zhuǎn)動改變邊界條件,從而在腔室內(nèi)形成統(tǒng)計均勻、各向同性、隨機(jī)極化的場。此外,在混響室的研究中,不少學(xué)者提出了其他一些也能實現(xiàn)電磁混響的設(shè)計方案,這里做一簡單介紹。

    (1)擺動墻(Moving Wall)式混響室。

    1992年,Huang Yi等提出采用擺動墻方案。由于混響室墻體的擺動,使室內(nèi)體積不斷變化.從而連續(xù)改變空腔的諧振條件而達(dá)到混響的目的,但這種裝置的實際實現(xiàn)有一定困難。2002年,N.K.Kouveliotis等用FDTD方法仿真計算了擺動墻混響室的品質(zhì)因數(shù)Q和場均勻性.并通過建模、仿真其對EUT進(jìn)行了測試,考察了擺動墻混響室產(chǎn)生混響的性能。

    (2)漫射體式混響室。

    1997年,M.Petirsch等提出將建筑聲學(xué)中對聲波反射的Schroeder漫射體用于改善混響室內(nèi)電磁波的諧振,并用數(shù)值方法分別計算了帶有和不帶有漫射體的混響室內(nèi)電磁場的分布情況,結(jié)果表明漫射體改善了室場內(nèi)的均勻性。

    (3)波紋墻式混響室。

    1998年,E.A.Godfrey等提出了一種波紋墻的混響室結(jié)構(gòu)方案,并探討了在一個小型混響室內(nèi)(1.8m×1.2 m×0.8m)采用波紋墻對場均勻性的影響,考察的頻率范同為150MHz~650MHz,實驗分別在平面鋁墻和鋼波紋墻混響室內(nèi)進(jìn)行,對比兩種條件下的數(shù)據(jù)結(jié)果表明,波紋墻有利于改善混響室內(nèi)的場均勻性。

    (4)源攪拌混響室。

    1992年,Y.Huang和D.J.Edwards提出源攪拌的方法。它通過在測試中移動天線的位置或控制天線陣中不同天線的發(fā)射信號的方法改變測試中源的位置,達(dá)到混響的目的。它的基本原理是改變混響室中各本征模的權(quán)重因子。這種方法由于不用機(jī)械攪拌器,使得測試空間增大,而且還能改善混響室的低頻性能,所以至今仍有人對之進(jìn)行研究,這些研究用本征函數(shù)疊加的方法推導(dǎo)了混響室有源激勵的電磁場分布公式,并提出了對稱模與反對稱模發(fā)射的方法(即源攪拌方法),從理淪上證實了利用源攪拌實現(xiàn)混響的可行性,一定條件下在低模狀態(tài)下可獲得均勻場,并且模擬的結(jié)果證實了數(shù)據(jù)推導(dǎo)的正確性,為混響室在低于可用頻率的分析提供了可行的方法。

    (5)頻率攪拌混響室

    1994年,David A.Hill提出頻率攪拌的方法。其二維的數(shù)值計算結(jié)果表明,用中心頻率為4GHz、帶寬為10MHz的線源激勵時,場的均勻性很好,其三維分布情況還有待進(jìn)一步分析。此外,非零帶寬對敏感度測試的影響有待進(jìn)一步分析。在輻射發(fā)射測試中,由于不能控制受試設(shè)備(EUT)的頻譜,是否還能用頻率攪拌的方法進(jìn)行測試有待研究。

    (6)不對稱結(jié)構(gòu)(或固有)混響室

    1998年,F(xiàn)rank B.J.Leferink等設(shè)計了一種新型混響室,它沒有任何兩個墻面是平行的,只有一個壁面垂直于其他墻面,混響室的長、寬、高尺寸不成比例,且在室內(nèi)某些位置安裝了漫射體。研究結(jié)果表明,其在沒有使用機(jī)械攪拌器的情況下產(chǎn)生了統(tǒng)計均勻的電磁場,使得測試時間相對于機(jī)械攪拌混響室而言大幅度減少。S.Y.Chung等還考察了“Schroeder diffuser”和“Rand

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