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聲學(xué)實(shí)驗室的用途和構造
聲學(xué)實(shí)驗室是聲學(xué)檢測的一個(gè)重要平臺，其室內聲學(xué)設計的要求非常高，那么聲學(xué)實(shí)驗室具體分為哪幾種？它們的用途又是什么？顧名思義，聲學(xué)實(shí)驗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)驗場(chǎng)所。除此之外，例如音箱廠(chǎng)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)達到相應標準的環(huán)境中對產(chǎn)品的各類(lèi)參數指標進(jìn)行測試。
聲學(xué)實(shí)驗室的分類(lèi)及基本構造 從總的來(lái)分，聲學(xué)實(shí)驗室可分為三大類(lèi)，即混響室、隔聲室、消聲室。
對于實(shí)驗室來(lái)說(shuō)，對周?chē)h(huán)境應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)驗工作時(shí)外界噪音所產(chǎn)生的干擾。從結構上來(lái)講，一般的做法是將房間做成單獨的混凝土盒子，放在彈簧基礎上，彈簧基礎做法分為好幾種，如：鋼彈簧、 空氣彈簧、軟木等，具體使用哪種做法要根據實(shí)際情況來(lái)確定。在房間質(zhì)量與彈簧組成的系統中對共振頻率也有嚴格的要求。通常共振頻率需低于實(shí)驗室內進(jìn)行測試 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 )影響室內的測試工作。實(shí)驗室的隔聲一般采用雙層墻結構，通常外墻是磚墻抹灰，內墻是混凝土結構。門(mén)使用特制隔聲門(mén)，周?chē)鞒蓽蚀_的碰頭縫，敷以呢絨,以保證嚴密無(wú)縫；或在門(mén)邊框上嵌裝橡膠氣墊,以便充氣密封。一般來(lái)說(shuō)聲學(xué)實(shí)驗室附帶有一個(gè)控制室，用來(lái)放置測試儀器和控制指示設備。
各類(lèi)聲學(xué)實(shí)驗室概述
一、混響室
在混響室內可以測定材料的吸聲系數，空氣中的聲吸收，聲源和機器的聲功率頻譜，測量揚聲器的效率等，同時(shí)還可以對靈敏機件做噪聲疲勞試驗和產(chǎn)生人工混響等。 混響室的容積一般在100～500m3之間，對于混響時(shí)間上限來(lái)說(shuō)，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的一號大混響室可做專(zhuān)門(mén)研究；體積為191m3二號標 準混響室可用作經(jīng)常性的吸收材料測試；體積為100m3左右的三號小混響室可用于測量墻與天花板的隔聲量或一般性測試?；祉懯业囊螅?、加長(cháng)空室的混響時(shí)間；2、保證室內聲場(chǎng)的擴散狀態(tài)。
二、隔聲室
隔聲室可用于測定樓板、墻板、門(mén)窗等對結構和空氣聲的隔聲特性。從隔聲室的構造上講，通常由隔振墊（彈簧）、隔聲板、隔聲門(mén)、隔聲窗、通風(fēng)消聲器等組成。根據隔聲量的不同，會(huì )采用單層隔聲室和雙層隔聲室。
1、隔振墊：根據設計要求的偏振系數、荷載等參數選擇合適的隔振墊或隔振彈簧。選用的組數多為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構，隔聲板的厚度多為50、75、100mm等。隔聲板的外層為鍍鋅鋼板，內層為穿孔板，中間的吸聲材料多用巖棉、玻璃棉等纖維性材料。當隔聲室為雙層結構，兩隔聲板中間間隙約在100mm左右；
3、 隔聲門(mén)、窗：門(mén)、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構，窗的整體厚度在100mm以上； 隔聲室的隔聲量依賴(lài)于各構件的綜合隔聲量，因此門(mén)、窗的隔聲量以及隔聲板的組合方式、密封方式是否合理，對隔聲室的隔聲量起著(zhù)關(guān)鍵的作用。隔聲室是以室 內、外的聲級差作為它的評價(jià)指標，根據隔聲室的用途或室內聲源噪聲量的不同來(lái)確定隔聲室的隔聲量大小，通常在20至45dB不等。當高于35dB以上時(shí)， 通常就需要雙層隔聲室結構才可以達到。
三、消聲室
消聲室簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)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吸聲性能良好的吸聲材料，以達到去除聲波反射的效果。其主要用途為：測試抗噪聲送、受話(huà)器的靈敏度、頻響和方向性等電聲性能。（如：測試音箱、喇叭單元等設備的具體參數及性能。）從 消聲室所用的吸聲材料來(lái)看，要求吸聲系數大于0.99。一般使用漸變吸收層，常用尖劈或圓錐結構，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) 行試驗時(shí)，被測試的對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(lèi)網(wǎng)能承受的重量有限，故只能測試重量輕、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，只有直達聲而沒(méi)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、高聲強實(shí)驗室
高聲強實(shí)驗室主要用于高噪聲環(huán)境的模擬實(shí)驗、高聲強下吸聲材料及結構的研究、大振幅聲波的研究、金屬板材在強聲場(chǎng)下的疲勞實(shí)驗等。高聲強實(shí)驗室通常包括聲壓級為160dB的小型混響室和一套截面不同、聲壓級為170dB的行波管。產(chǎn)生高聲強聲場(chǎng)的聲源可以使用旋笛或氣流揚聲器。旋笛的效率高，但頻譜不能改變，氣流揚聲器則能產(chǎn)生任意頻譜的無(wú)規噪聲，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(shuō)是處于消聲室內的低噪聲、低紊流度并由開(kāi)口工作段的風(fēng)洞，它是一種地面裝置，可用來(lái)研究飛行速度對風(fēng)扇氣流噪聲和 螺旋槳噪聲的影響以及研究流過(guò)物體的噪聲。它既具有常規風(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段產(chǎn)生達到實(shí)驗要求的氣流；又具有 聲學(xué)要求；滿(mǎn)足自由場(chǎng)條件，足夠的尺寸條件（可進(jìn)行遠場(chǎng)測量）和非常低的試驗段背景噪聲。為了達到小的紊流度，噴口應做成收縮形式。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(guò)60～70dB。清華大學(xué)建筑物理實(shí)驗室目前國內較為規范、全面的聲學(xué)實(shí)驗室當屬清 華建筑物理實(shí)驗室。該實(shí)驗室長(cháng)年從事建筑聲學(xué)方面的科學(xué)研究、實(shí)驗檢測及工程設計工作，技術(shù)力量雄厚，有由教授、講師、工程師組成的專(zhuān)業(yè)聲學(xué)隊伍，并有博 士、碩士的后備梯隊，曾為國家大劇院、奧運會(huì )等諸多建筑工程提供聲學(xué)設計與測量。
結語(yǔ)：雖然，聲學(xué)實(shí)驗室的存在更多的是為了檢測與聲音相關(guān) 的產(chǎn)品或聲學(xué)相關(guān)的實(shí)驗。但是，聲學(xué)實(shí)驗室對推進(jìn)聲學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著(zhù)不容忽視的作用。用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)形容，它就如監聽(tīng)音箱一般，如果音樂(lè )在做后期制作 時(shí)沒(méi)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(lè )，其中的關(guān)系大概就是如此。
