聲學(xué)測試室與環(huán)境

　　測試室是輔助進(jìn)行聲學(xué)測量的特殊環(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、輔助設備、機械設備、汽車(chē)、卡車(chē)、飛機和軌道交通和其他設備所帶來(lái)的噪聲等等。

　　聲音功率測量需要如下的聲學(xué)測試室和環(huán)境：

　　精確級別：消聲室、半消聲室和共響室

　　工程級別：半消聲室和自由場(chǎng)室

　　調查級別：自由場(chǎng)室和自然環(huán)境

　　聲音強度測量要求自由場(chǎng)室和自然環(huán)境。

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

　　基本概念

　　聲壓等級隨著(zhù)距離聲源的距離和方向而變化。部分變化是聲源導致的，也可能是測試環(huán)境導致的。一個(gè)好的測試環(huán)境用戶(hù)可以區分這些變化。

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

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

　　遠場(chǎng)：遠離聲源的區域，聲壓隨著(zhù)距離增加逐漸減弱。在遠場(chǎng)范圍內，距離聲源不同點(diǎn)的聲波是同相位的。遠場(chǎng)在近場(chǎng)結束的地方開(kāi)始。

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

　　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)的區域。在反射次數有限的統計限制下，共響場(chǎng)逐漸達到散射場(chǎng)的條件。

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

　　高環(huán)境噪聲測試室的聲場(chǎng)

　　1. 消聲室

　　消聲室是高精度級別的聲功率測試所需的，例如ANSI S12.35和ISO 3745。這樣的測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造)，它的天花板、地板和墻壁帶有消聲的內部楔子。通常為了可以在楔子上行走，還使用張力電纜地板。

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

　　由于在消音室中缺少反射，室內為直接場(chǎng)。聲壓級別和聲音功率等級之間的關(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，LW是聲音功率級別，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。

　　設計良好并經(jīng)過(guò)良好構建的外殼對噪聲的降低通常在數值上至少等于外殼組件的聲音傳播損失。因此第i個(gè)三分之一音高的內部聲強等級為：

　　被測設備的每個(gè)麥克風(fēng)位置的聲強等級應該比背景聲壓等級高10 dB或更多。