小型不規則構件吸聲系數的測量

通常測量材料吸聲系數的方法，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入射時的吸聲系數，即聲音由四面八方射入材料時能量損失的比例，而阻抗管法測量聲音正入射時的吸聲系數，聲音入射角度為90度。

   兩種方法測量的吸聲系數是不*相同的。因為實際應用中聲音入射大多數情況是無規的，所以工程上使用的是混響室法測量吸聲系數。

     阻抗管法又分為：駐波比法（也叫駐波管法）和傳遞函數法。

相關標準如下：

   GB/T 18696.1-2004 （eqv ISO 10534-1)《聲學 阻抗管中吸聲系數和聲阻抗的測量：第1部分 駐波比法》

   GB/T 18696.2-2002《聲學 阻抗管中吸聲系數和聲阻抗的測量：第2部分 傳遞函數法》

  GB/T 20247.1-2006/ ISO354:2003 《聲學 混響室吸聲測量》2.小型不規則構件吸聲系數測量的難     

      混響室測量材料吸聲系數要求試件面積為10 m²～12 m²，可是在許多時候試件的面積遠小于這一要求，測試的結果就會造成較大的誤差。

      例如對于汽車已經成型的內飾材料的吸聲特性測試時，由于試件是一個整體，不能切割放入阻抗管內測量，而且試件的面積又太小，不能滿足混響室樣品面積>10 m²的測試標準要求。

      為了解決這一問題，美國機動車工程師學會（Society of Automotive Engineers）提出使用小混響室來測量小試件無規入射吸聲系數的方法，并制定了實驗室測量標準，即SAE J2883—2015《使用小混響室無規入射吸聲試驗的實驗室測量》（Laboratory Measurement of Random Incidence sound Absorption Tests Using a Small Reverberation Room）。

3.小混響艙測量的優點

      小混響艙是聲學測量領域的一種專業實驗裝置，其室內聲能密度較為均勻，形成擴散聲場，主要用于小型不規則構件（如汽車構件）吸聲特性的測量。

      與標準混響室相比，具有造價低廉，占地面積較小，方便移動等優點。基于這些優點，小混響艙能廣泛應用于各種小型不規則構件吸聲系數的測量。

      目前，我國關于小混響艙的構造、制作沒有一個統一的國家標準或行業標準，主要是參考美國機動車工程師學會制定的標準SAE J 2883 — 2015 《使用小混響室無規入射吸聲試驗的實驗室測量》。

    與標準混響室法相比，小混響艙測試具有以下優點：

     標準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，小混響艙與標準混響室一樣可以測量形狀大小不規則的試件，且其可以測量均勻無規則入射的吸聲系數，這在實際應用中更有價值。

4．小混響艙測量材料吸聲系數的方法

    本質上來說，小混響艙就是一個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。

     小混響艙包括一個主混響室，室內一般有若干個聲源及4個以上傳聲器，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。

表1 標準混響室與小混響艙測吸聲系數的比較

5．小混響艙的參數

     小混響艙一般采用鋼板結構，內壁光滑，空場時室內吸聲量很小，以確保測量精度。

     三邊長按尺寸設計，使簡振頻率在400 Hz～10 kHz內均勻分布，實現了混響聲場。

    為保證小混響艙內聲場分布均勻，各點聲能密度相等，故室內每面墻體皆不相互平行且每條邊棱長均不一致，并保證其內部短棱長大于截止頻率的半波長，室內大線度lmax≤1.9 V^1/3，還應在其室內布置擴散體。

     據計算，當擴散體體積與小混響艙容積比在11%時，整體擴散效果較好。箱體應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計，減少外界振動對測量的影響。小混響艙上下角各安裝一個揚聲器，用于聲場的激勵。室內安裝4個傳聲器，測量室不需再移動傳聲器位置，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。

表3 小混響艙測試系統配置清單 

7．結束語

      由于小混響艙的特點，而且造價低，使用安裝方便，所以其應用將越來越廣泛。它不僅可以進行各種小型不規則形狀物體的吸聲性能測量，還可以進行小型聲源聲功率級的測量與研究。