声学实验室的用途及构造

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声学实验室顾名思义，其主要作用是为了进行声学研究或环境声学研究的实验场所。除此之外，例如音箱厂家、声学处理公司等在研发新产品时也都需要在这样一个达到相应标准的环境中对产品的各类参数指标进行测试。
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7 r2 h4 I& _) Z5 z那么声学实验室具体分为哪几种?它们的用途又是什么?编辑为大家介绍一下。

7 O. |/ W& O% ]/ ?; ~声学实验室的分类及基本构造

6 e+ [0 X+ _, u) E从总的来分，声学实验室可分为三大类，即混响室、隔声室、消声室。对于实验室来说，对周围环境应具备良好的隔声和隔震性能，这么做的目的其实很明显，是为了避免在实验工作时外界噪音所产生的干扰。从结构上来讲，一般的做法是将房间做成单独的混凝土盒子，放在弹簧基础上，弹簧基础做法分为好几种，如：钢弹簧、空气弹簧、软木等，具体使用哪种做法要根据实际情况来确定。在房间质量与弹簧组成的系统中对共振频率也有严格的要求。通常共振频率需低于实验室内进行测试所用的较低频率，比值通常为1/20，这样能保证外界的振动不会影响室内的测试工作。
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* u8 c) n2 w8 C1 }3 U: D- a实验室的隔声一般采用双层墙结构，通常外墙是砖墙抹灰，内墙是混凝土结构。门使用特制隔声门，周围作成准确的碰头缝，敷以呢绒,以保证严密无缝;或在门边框上嵌装橡胶气垫,以便充气密封。一般来说声学实验室附带有一个控制室，用来放置测试仪器和控制指示设备。

- n% b( ]( i7 X! P6 P7 j各类声学实验室概述

- ?# E! G* `2 i( l% S' e) n% x一、混响室

在混响室内可以测定材料的吸声系数，空气中的声吸收，声源和机器的声功率频谱，测量扬声器的效率等，同时还可以对灵敏机件做噪声疲劳试验和产生人工混响等。混响室的容积一般在100~500m³之间，对于混响时间上限来说，高频率决定于空气中分子的吸收，低频率取决于墙面上的黏滞性吸收。对于不同面积的混响室，用途也有所不同。以中国科学院声学研究所的混响室为例，声学所混响室分为三种：体积为425m³的一号大混响室可做专门研究;体积为191m³二号标准混响室可用作经常性的吸收材料测试;体积为100m³左右的三号小混响室可用于测量墙与天花板的隔声量或一般性测试。

6 I- v5 H6 a5 O+ F$ m: d- ?混响室的要求：1、加长空室的混响时间;2、保证室内声场的扩散状态。
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: V0 V  X1 Z& K6 _1 J4 M. E二、隔声室隔声室可用于测定楼板、墙板、门窗等对结构和空气声的隔声特性。从隔声室的构造上讲，通常由隔振垫(弹簧)、隔声板、隔声门、隔声窗、通风消声器等组成。根据隔声量的不同，会采用单层隔声室和双层隔声室。

1、隔振垫：根据设计要求的偏振系数、荷载等参数选择合适的隔振垫或隔振弹簧。选用的组数多为4组或5组;

2、组装式隔声板：隔声室的主体隔声板通常都是组装结构，隔声板的厚度多为50、75、100mm等。隔声板的外层为镀锌钢板，内层为穿孔板，中间的吸声材料多用岩棉、玻璃棉等纤维性材料。当隔声室为双层结构，两隔声板中间间隙约在100mm左右;

3、隔声门、窗：门、窗的隔声量通常要求较高，多为30、35或40dB。隔声窗多会采用双层隔声窗的结构，窗的整体厚度在100mm以上; 隔声室的隔声量依赖于各构件的综合隔声量，因此门、窗的隔声量以及隔声板的组合方式、密封方式是否合理，对隔声室的隔声量起着关键的作用。隔声室是以室内、外的声级差作为它的评价指标，根据隔声室的用途或室内声源噪声量的不同来确定隔声室的隔声量大小，通常在20至45dB不等。当高于35dB以上时，通常就需要双层隔声室结构才可以达到。

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三、消声室


% k" ^/ a' ?& i$ Q! y# k) z消声室简单来说是指一间不具有声学反射能力的房间。其原理是在消声室的墙壁上铺设吸声性能良好的吸声材料，以达到去除声波反射的效果。其主要用途为：测试抗噪声送、受话器的灵敏度、频响和方向性等电声性能。(如：测试音箱、喇叭单元等设备的具体参数及性能。)
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从消声室所用的吸声材料来看，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。在消声室中进行试验时，被测试的对象或声源等置于中央的尼龙丝网或钢丝网上，由于此类网能承受的重量有限，故只能测试重量轻、体积小的声源等。
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7 g! T1 H1 T: E四、半消声室和卦限消声室

4 T. T' R4 P9 W& ?3 ?5 H& v' m半消声室和卦限消声室是在一般消声室的基础上，利用矩形管中的两邻壁做吸声处理使管的有效尺寸加倍的原理建造的。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。半消声室则是以地板作为镜面、其他都装上尖劈的房间。

! ?& O; h. J, s4 @+ z0 ^( _! R五、高声强实验室
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4 o6 Z+ v2 M* G; B高声强实验室主要用于高噪声环境的模拟实验、高声强下吸声材料及结构的研究、大振幅声波的研究、金属板材在强声场下的疲劳实验等。

高声强实验室通常包括声压级为160dB的小型混响室和一套截面不同、声压级为170dB的行波管。产生高声强声场的声源可以使用旋笛或气流扬声器。旋笛的效率高，但频谱不能改变，气流扬声器则能产生任意频谱的无规噪声，使用方便。

2 b6 f' k* Q# b# `  N六、声学风洞


& P6 l2 l" ^3 i% |; R  Z声学风洞可以理解为有气流的消声室，或者说是处于消声室内的低噪声、低紊流度并由开口工作段的风洞，它是一种地面装置，可用来研究飞行速度对风扇气流噪声和螺旋桨噪声的影响以及研究流过物体的噪声。它既具有常规风洞特点，具有适宜的管道和气流控制装置，以最小能量损失在试验段产生达到实验要求的气流;又具有声学要求;满足自由场条件，足够的尺寸条件(可进行远场测量)和非常低的试验段背景噪声。为了达到小的紊流度，喷口应做成收缩形式。而低噪声是靠选用低噪声风扇并前后安装消声器方法是工作段噪声不超过60~70dB。

; \: A, L" Q. e$ R$ k目前国内较为规范、全面的声学实验室当属清华建筑物理实验室。该实验室长年从事建筑声学方面的科学研究、实验检测及工程设计工作，技术力量雄厚，有由教授、讲师、工程师组成的专业声学队伍，并有博士、硕士的后备梯队，曾为国家大剧院、奥运会等诸多建筑工程提供声学设计与测量。
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结语：虽然，声学实验室的存在更多的是为了检测与声音相关的产品或声学相关的实验。但是，声学实验室对推进声学技术的发展有着不容忽视的作用。用一个简单的例子来形容，它就如监听音箱一般，如果音乐在做后期制作时没有一个能真实还原声音的参考器材，将很难制作出一首高品质的音乐，其中的关系大概就是如此。