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消音室

前言:

  对于国内的多媒体音箱厂商来说,消音室几乎已经成为衡量厂商实力的“标志性建筑”,一线大厂基本都有自己的消音室。那么消音室是啥玩意?有什么作用呢?它又是如何让声音有来无回的呢?下面就为大家答疑解惑。

你需要了解的第一个问题是什么是消音室?

  什么是消音室?根据北京科奥克声学技术有限公司的解释,消音室或称消声室是指一种把内部声音反射和外部的杂音减到最小的声学实验室,外部杂音是靠建筑本生以及厚实的砖石墙和消音室里通风管道中的消音器消除的(即使是消音室也要有让空气流动的出口,否则会危害到里面工作人员的健康)。


  消音室室表内面用毯状或制成水平和垂直的楔形吸声材料覆盖,让声音反射减小到一千分之一。消音室主要的目的是模拟自由空间无障碍的声学条件。

消音室的另外两种形态:

  室房间的六个界面全铺吸声材料的,称为全消室。而除了这种形式的消音室外,还有另外两种消音室。

  70年代起发展出来的一种称为半消声室的声学实验室,此半消声室除要求地面为硬质刚性反射面外,其余与消声室相同。当声源或接收器置于地面上时,声源和接收器之间只有直达声而没有反射声,故在地面上的半空间中有同消声室中那样的自由场。

  半消声室的优点是由于地面是硬的,能承受较大的重量,适宜测量如车辆、大型机器、设备等的噪声功率且使用方便,造价比消声室低廉;缺点是当声源的等效声中心或接收器高出地面较多时,声反射的影响使声场严重偏离自由场,这种现象在频率高时更为显著,因此半消声室存在有高频限。

  卦限消声室是一个相邻的三个面为硬反射面,另三个面上装有吸声尖劈的实验室。三个反射面形成三面镜子,如声源或接收器置于此三反射面的交点上,则声源和接收器之间和半消声室相同,只有直达声而没有反射声,使在其中形成自由场。由于声源或接收器只能置于交点上,故在实际使用中将受到很大限制。

消音室是如何消音的?


  消声室所用的吸声材料,要求吸声系数大于0.99。一般使用渐变吸收层,常用尖劈或圆锥结构,以玻璃棉作吸声材料,也有用软泡沫塑料的。

  从40年代开始应用逐渐过渡原理,把多孔性(或纤维性)材料做成锥形或尖劈状吸声体,统称吸声尖劈。当声波从尖端入射时,由于吸声层的逐渐过渡性质,材料的声阻抗与空气的声阻抗能较好地匹配,使声波传入吸声体,并被高效的吸收。迄今为止,国内外的高质量消声室均采用尖劈结构作为吸声体。

  吸声尖劈的吸声特性与尖劈长度、填充材料、空腔深度有关。同种材料下尖劈长度愈长,尖劈的低频吸声性能愈好。调节空腔深度,也可有效地提高尖劈结构的低频吸声特性。


  消声室的性能是否符合使用要求,一般用检定自由场的方法来检验,即点声源在其中产生的声压应与到声源的距离成反比,实测声场与理想自由场的偏差,是用以衡量消声室性能优劣的主要指标。在一般的声学测试中,要求此偏差不大于±1dB;对于传声器校准,则要求在校准距离附近此偏差不大于±0.1dB。

  消声室除了应满足自由场的要求外,还要求有较低的本底噪声。故在消声室与基础之间,还需采取一定的隔振措施。

消音室的特点:

  对于第一次进入消声室的人来说,在这里面实在是太不习惯了,和外界的听觉感触完全不一样,击掌说话没有任何回声,走动时衣裤摩擦的声音却前所未有的清晰,在不说不动的情况下这里安静的似乎能听到自己血液流淌的声音。在这种极度安静的环境下,第一次接触消声室的人都会马上感觉到孤独和轻微的恐惧。


  消声室的特点主要体现在以下几点:

  1.自由场空间

  自由场是指声波在无限大空间里传播时,不存在任何反射体和反射面。消声室的主要功能是为声学测试提供一个自由场空间或半自由场空间。

  自由场半径是用于衡量自由场大小的指标,一个设计良好的消声室,自由场半径应从中心点到离尖劈1.0 m 的距离。

  2.背景噪声

  消声室另一个功能是提供低背景噪声的环境以适应测试环境的要求。在测试频率范围内,背景噪声的声压级至少要比被测声源的声压级低6dB,最好低12dB。

  3.截止频率

   在消声室设计中,通常把尖劈吸声系数为0.99的最低频率称为截止频率。墙面的吸声系统能保证99%的吸声系数时,可保证消声室在截止频率以上是满足自由场条件的。在截止频率以下的测量,可根据ISO 3746和ISO 3747 的标准进行修正测量。例如一个10×10×10m的实验室,每面敷设1m长的吸声尖劈,其低频截止频率可达50Hz。

  截至频率125Hz 可根据要求扩展至50Hz消声室的鉴定方法,依据国家标准ISO 3745 Acoustics-Determination of sound power levels ofnoise sources---Precision methods for anechoic and semi-anechoicrooms  和国家标准GB6882-86 声学---噪声源声功率的测定:消声室和半消声室精密法中规定的消声室自由场鉴定方法进行测试。即在125Hz以下和4KHz以上采用1/3倍频程中心频率间隔单频信号,在125Hz~4KHz之间采用1/1倍频程中心频率间隔单频信号,测出实测声压级和理论声压级之间的差值。

  据此,根据ISO3745和GB6882-86规定的最大允许差值,可确定出允许的测量半径和满足标准的自由声场空区域。ISO3745、GB6882中规定的测量声级和理论声级之间的最大允许差值。消声室(半消声室)声学性能参数半消声室设计标准ISO3745和GB6882-86截止频率125Hz(可根据要求扩展至50Hz)本低噪声16 dB(A) (采用特殊设计可达到11 dB(A) )外部尺寸、内部尺寸根据需要和标准进行设计。

消音室的应用范围统计:

  城市区域民用建筑、空调机房、车库、展馆、宾馆、饭店、商场超市、医院、写字楼等场所环境的噪声治理、隔声防振工程。

  录音室、摄影棚、演艺厅、音乐厅、剧院、电影院、琴房、教研室、多功能厅、体育馆、会议室等建筑的音效设计、施工及安装工程。

  各式隔声门、隔声窗、隔声室、隔声罩、隔声屏等隔声工程。

  实验室、消音室、消音箱、同声传译室、听力检测室及各类电子、电器、医疗、机械设备、动力发动机、飞机引擎等检测等超静音无响实验室工程。

  工业厂界的厂房、火电厂、机房、空调系统、泵房等设备噪声及厂区的环境噪声治理、隔声、降噪、减振等综合噪声治理工程。

总结:

  消音室是我们对声学进行研究的重要工具,其实让声音有来无回并不是其真正的建设目的,它的本质是创建近似于自由场空间的一个供工程师研究测试设备声学特性的建筑。

  这样的一个建筑物需要不小的投资,一般来说,20㎡左右的消音室的建设费用在40万左右,空间越大成本也越高。所以目前来说,这样的测试环境只有在一线大厂才能有能力营建。这也是我们前言所说消音室是厂商“标志性建筑”的由来了。


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