聲學(xué)測(cè)試室與環(huán)境

　　測(cè)試室是輔助進(jìn)行聲學(xué)測(cè)量的特殊環(huán)境。主要有兩個(gè)目的：

　　創(chuàng)建聲音功率與聲壓之間關(guān)系已知的環(huán)境。

　　為了降低或消除噪聲干擾，其中包括環(huán)境噪聲、輔助設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、汽車、卡車、飛機(jī)和軌道交通和其他設(shè)備所帶來(lái)的噪聲等等。

　　聲音功率測(cè)量需要如下的聲學(xué)測(cè)試室和環(huán)境：

　　精確級(jí)別：消聲室、半消聲室和共響室

　　工程級(jí)別：半消聲室和自由場(chǎng)室

　　調(diào)查級(jí)別：自由場(chǎng)室和自然環(huán)境

　　聲音強(qiáng)度測(cè)量要求自由場(chǎng)室和自然環(huán)境。

　　聲音質(zhì)量測(cè)量要求自由場(chǎng)室和自然環(huán)境。

　　基本概念

　　聲壓等級(jí)隨著距離聲源的距離和方向而變化。部分變化是聲源導(dǎo)致的，也可能是測(cè)試環(huán)境導(dǎo)致的。一個(gè)好的測(cè)試環(huán)境用戶可以區(qū)分這些變化。

　　下圖展示了聲音場(chǎng)相關(guān)的五個(gè)領(lǐng)域：

　　近場(chǎng)：靠近聲源附件的區(qū)域，聲壓在平均值附近波動(dòng)。在近場(chǎng)范圍內(nèi)，距離聲源不同位置的聲波由于相位不同，通過(guò)干擾互相增強(qiáng)或削弱。因此，近場(chǎng)深度是聲源幾何形狀、測(cè)量位置和聲音波長(zhǎng)的函數(shù)。

　　遠(yuǎn)場(chǎng)：遠(yuǎn)離聲源的區(qū)域，聲壓隨著距離增加逐漸減弱。在遠(yuǎn)場(chǎng)范圍內(nèi)，距離聲源不同點(diǎn)的聲波是同相位的。遠(yuǎn)場(chǎng)在近場(chǎng)結(jié)束的地方開始。

　　直接場(chǎng)：聲音能量主要來(lái)源于聲源直線傳播而不通過(guò)反射的區(qū)域。

　　共響場(chǎng)：聲音能量主要來(lái)源于聲源通過(guò)反射(至少一次)的區(qū)域。在反射次數(shù)有限的統(tǒng)計(jì)限制下，共響場(chǎng)逐漸達(dá)到散射場(chǎng)的條件。

　　環(huán)境噪聲區(qū)域：聲音能量并非來(lái)源于聲源而主要來(lái)源于與測(cè)試無(wú)關(guān)的區(qū)域。

　　高環(huán)境噪聲測(cè)試室的聲場(chǎng)

　　1. 消聲室

　　消聲室是高精度級(jí)別的聲功率測(cè)試所需的，例如ANSI S12.35和ISO 3745。這樣的測(cè)試室包含高透射損失的外部封套(通常用混凝土或模塊化鋼板構(gòu)造)，它的天花板、地板和墻壁帶有消聲的內(nèi)部楔子。通常為了可以在楔子上行走，還使用張力電纜地板。

　　消音楔子是設(shè)計(jì)用于對(duì)高于設(shè)計(jì)節(jié)制頻率的所有頻率，提供高于0.99的吸收系數(shù)。經(jīng)過(guò)這樣楔子的反射，強(qiáng)度將衰減20 dB或以上。消音楔子的長(zhǎng)度通常是截止頻率處波長(zhǎng)的四分之一。例如，100 Hz截止頻率的楔子通常約為36英寸長(zhǎng)。高效消音楔子的設(shè)計(jì)和制造是非常復(fù)雜的任務(wù)，須由聲學(xué)室設(shè)計(jì)者完成。

　　由于在消音室中缺少反射，室內(nèi)為直接場(chǎng)。聲壓級(jí)別和聲音功率等級(jí)之間的關(guān)系為簡(jiǎn)單的反平方傳播法則：

　　其中LPi是第i個(gè)麥克風(fēng)處的聲壓等級(jí)，LW是聲音功率級(jí)別，r是從聲源到接收點(diǎn)以米為單位的距離，DIi是聲源在第i個(gè)麥克風(fēng)方向的直接索引。

　　設(shè)計(jì)良好并經(jīng)過(guò)良好構(gòu)建的外殼對(duì)噪聲的降低通常在數(shù)值上至少等于外殼組件的聲音傳播損失。因此第i個(gè)三分之一音高的內(nèi)部聲強(qiáng)等級(jí)為：

　　被測(cè)設(shè)備的每個(gè)麥克風(fēng)位置的聲強(qiáng)等級(jí)應(yīng)該比背景聲壓等級(jí)高10 dB或更多。