浅谈“混响室法测吸声系数”

浅谈“混响室法测吸声系数”

关键词: 混响室法吸声系数有效性误差扩散发展

摘要：材料的吸声系数是材料的各项声学性能参数中非常重要的一个,它对各种材料在生活和工业中的应用有着积极的指导意义。对材料吸声系数的测量通常采用标准的混响室方法,对应有相应的国际ISO标准和国家GBJ47-83标准。混响室方法要求材料被制成10到12平方米的标准试件。另外对应一些较小的材料还常采用驻波管方法测量其吸声系数。混响室法测吸声系数广泛应用于声学工程的设计计算，噪声控制工程的吸声降噪计算，材料吸声性能的等级评定它能测量声波无规入射时的平均吸声系数,这与实际工程中声波的入射方式较为接近,且不能用其它方法替代。

ABSTRACT

Sound absorption coefficient of the material is the acoustic performance parameters of the material is very important, it has a variety of materials used in life and industry has a positive significance. Measurement of the absorption coefficient of the material commonly used standard method of reverberation chamber, which corresponds with the corresponding international ISO standards and national GBJ47-83 standard. Reverberation chamber method requires that the material is made from 10 to 12 square meters of standard test pieces. Also corresponding smaller standing wave tube material is also often used method to measure the absorption coefficient. Reverberation chamber method to measure the absorption coefficient is widely used in acoustic engineering design calculations, the sound absorption of noise control engineering calculations, material sound absorption performance grading can measure the average absorption coefficient at random incidence sound waves, which the actual incidence of acoustic engineering approach closer, and can not use other methods of alternative.

混响室法来源回顾

如果一个声源在封闭空间内连续稳定地辐射一定频谱的声波，它就能激发起

室内许多个不同的固有振动方式，声波按不同方式在许多方向来回反射地传播。

在先的声波逐渐衰减，在后的声波不断补充，达到动态平衡状态。这时，除紧靠

壁面处和邻近声源处外，室内声场有可能达到：1，各点的平均能量密度相等；2，

各点从各方向来的平均能量流相等；3，到达某点的各波数间的相位是无规的。

符合这三个条件的声场，即称为扩散声场或无规声场，有时也称为混响声场。能

满足这样条件的封闭空间就是混响室。

美国声学专家赛宾（Sabine）最初在教室里面进行了一系列的实验，建立了

著名的混响公式，即赛宾公式。并在1929 年提出了“混响室法测量吸声系数”

的论文，这就是混响室测量细声系数的开端。早期的混响室，不少是利用地下室，

储藏室等改装而成，主要用来测量建筑材料的吸声系数。但是在测量过程中人们

发现，同种材料在不同的混响室中测得的吸声系数相差很大。在50-60 年代，国

际标准协会组织了吸声材料的巡回测试，制订了在混响室中测量吸声系数的国际

规范，规定了测试样品的大小和混响室的体积范围，并要求混响室内安装扩散体

以改进室内的声场扩散。这样在实际应用中，符合规范要求的混响室，所得实验

数据的离散程度可以控制在一定范围内，并对不通的混响室，彼此可以相互比较；

但从声场扩散这个理论问题来说，虽然混响室已被研究了半个世纪，但仍有不少

有趣的问题可继续深入，以至本来是声学测量工具的混响室，却成了声学研究的

对象。本文主要介绍了混响室法的应用范围，固有缺陷以及最新的一些研究动向。

现在先来了解一些基本概念。吸声系数：当声音入射到材料时，该材料能将某种频率的声音，以多少比例加以吸收其能量的能力，称为吸声系数。混响时间：稳态声源停止后声压级衰变60分贝所需要的时间。混响室的吸声量：假设混响室内不存在任何吸声界面或物体也不考虑衍射效应将一全吸声的平板状材料放入室中其混响时间与混响室内实际存在着各界面或其他物体的吸声时测得的值相同此全吸声面的总吸声量即为混响室的吸声量。试件的吸声量：混响室内放入与未放入试件的吸声量的差值。试件的吸声系数：试件的吸声量除以试件面积。混响室法的基本原理为声源在封闭空间启动后就产生混响声，而在声源停止发声后，室内空间的混响声逐渐衰减，声压级衰减60dB的时间定义为混响时间。当房间的体积确定后，混响时间的长短与房间内的吸声能力有关。根据这一关系，吸声材料或物体的无规入射吸声系数就可以通过在混响室内的混响时间的测量来进行。具体的实验步骤先测定空混响时间：（一）有先测出混响室空室的各频率的混响时间。（二）将所测试的材料放到混响室后，在分别测个频率的混响时间。混响室内各表面的吸声系数很小而且一致，空混响时间很长，由于它是一个均匀扩散的声场。所以可用赛宾公式计算混响时间。（三）计算出吸声系数。再测出放入吸声材料的混响时间，结合空混响室的混响时间便可测出吸声系数。

混响室法测吸声系数的示意图：

混响室法测吸声系数广泛应用于声学工程的设计计算，噪声控制工程的吸声降噪计算，材料吸声性能的等级评定

混响室是一个有力的测量工具,但其在测量材料吸声系数时存在的问题并没有完全解决,从理论解释到测量方法,以及混响室本身精度的检验,都还有许多工作要作,都还有继续深入研究的必要。在混响室中测量材料的吸声系数

时,会出现下述尚未完全解决的问题:一是各个混响室对同一材料的吸声系数的测量值有时

差别很大,致使测量结果不具有可比性;二是吸声系数的大小随材料面积及其在室内位置等