消声室在声学计量方面的应用

消声室在声学计量方面的应用

孙洪鹏

哈尔滨市计量检定测试院

摘要：本文从城市环境卫生角度出发，针对消声室在噪声控制方面的应用，尤其在声级计的检定与校准工作中探讨了一种针对车辆唯一编码的噪声源识别方法，并通过无线通信网络实现信息的传递。对其实际应用和前景做了简单的展望，呼吁车辆驾驶员养成良好的行车习惯，共创文明城市。

关键词：消声室，声级计，噪声检测

Application of the acoustic chamber in Acoustics Measurement

Sun Hongpeng

随着人们对生活质量要求的提高，噪声已成为影响人们生活质量的重要因素之一，当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成了噪声污染。噪声污染同水污染、大气污染、废物污染已成为世界范围内的环境主要问题，因此，对噪声污染的控制已迫在眉睫，就目前情况来讲，噪声污染主要表现为四个方面，交通噪声、工业噪声、建筑噪声以及社会噪声，对上述噪声进行监测时，声级计扮演了相当重要的角色，通过多点布放，可以测出一定范围区域内的噪声平均水平，为工厂工人作业，小区居民生活提供了量化的环境噪声级，不但可以作为噪声污染的测评条件，也使区域中生活工作的人们有了保障，而声级计的检定和校准工作，需要在消声室中进行，一个地区内消声室的建设情况也就间接了反应了对噪声控制的能力。消声室简介

消声室是声学实验和噪声测试中极其重要的实验场所，从分类上讲，消声室分为全消声室和半消声室，全消声室为六面都是吸声界面，而半消声室的地面为声反射面，没有做过任何吸声处理，因此就形成了一个自由场或者半自由场的低噪声环境条件供实验人员进行试验。消声室在建造过程中最重要的是要注意隔声隔震问题，通常内部会设有五面的吸声尖劈与地网结构，哈尔滨市计量检定测试院所建的消声室为全消声室，地面采用了吸声尖劈结构，消声室的主要技术指标包括背景噪声、截止频率以及可用空间，声学类指标包括吸声性能和消声性能。本院的全消声室，由杭州爱华仪器有限公司制造，吸声结构为二尖平头吸声尖劈，尖劈长度为0.5m，后腔为0.15m，安装完成后，消声室的实际使用空间为4.4m×2.4m×1.8m。根据JJG188-2002《声级计检定规程》要求，采用100Hz~20kHz的1/3倍频带中心频率的扫频信号逐频点测量，经中国计量科学研究院给出的校准结果显示，在正常工作情况下，声压的衰减随距离成反比，满足了自由场条件，可以作为全消声室使用，消声室A计权背景噪声为14dB，声压级的不确定度为U=0.6dB（）。

消声室的应用

声级计作为使用最为便捷有效的噪声测量装置被广泛应用于大工厂、小区中，对一定区域的噪声情况进行监测，对声级计的校准工作应在消声室中进行，声级计的校准工作原理图如图1所示：

图1 声级计的校准工作原理

在实际校准工作中，通过摄像头观察声级计的读数与发射信号在相同计权下的读数差异并记录，并根据JJG188-2002《声级计检定规程》要求，按照100Hz~20kHz的1/3倍频带中心频率的扫频信号逐频点测量并记录，最后分析得出在不同计权下声级计的准确度等级。

哈尔滨市计量检定测试院消声室中配备了多通道声音信号分析仪，低频声耦合腔，活塞发声器，实验室标准传声器及声校准器，不但可以为声级计提供校准工作，并且配备了实验室级的标准传声器，可以为工作级的传声器单元提供检定校准工作。

噪声的控制影响着居民的日常生活，如冰箱、吸油烟机大多都产生噪声，在生活中所购买的电器是否满足其所要求的标准同样可以在消声室中进行检定，利用传声器单元与多通道声分析仪可以给出所用电器在使用中的噪声水平，通过与国家环境噪声基本标准对比即可给出是否满足使用需求。同样，户外噪声标准也是一个不可或缺的重要问题，国家已出台了5类环境噪声区的不同噪声标准，特别是疗养区、教学区、医院以及居民住宅区内部都有严格的要求，但由于诸多因素的影响，在禁鸣区鸣笛现象日益普遍，如何对在禁鸣区的鸣笛控制成为了继电子眼抓拍违章后的另一问题。

汽车噪声控制方法

噪声卫生市环境标准的一种，订立环境噪声标准室为了保护人群健康和生存环境，对噪声允许范围所做的规定，美国环境保护局（EPA）于1975年便提出了保护健康和安宁的噪声标准，近年来，我国也针对环境噪声给出了休息时的允许范围，夜间（22时至次日6时）噪声不得超过30分贝，居住、文教机关的标准为50-60分贝，工业区的标准为55-65分贝，城市中道路交通干线道路两侧为55-70分贝。同时，国标中也同时规定了不同类型汽车的噪声容限值。因此针对城市中的高音喇叭和禁鸣区鸣笛现象的现象，为了给市民创造一个良好的生活氛围，针对禁鸣区乱鸣笛现象提出了一种汽车噪声控制方法，原理如图2所示。

其基本原理框图如下：

图2 汽车噪声控制原理框图

声强的检测主要部件有信号采集部分、声级计、滤波器以及过值检测部分等组成，汽车有鸣笛时对声音信号进行采集，分别通过低通滤波器、带通滤波器及过值检测，可以将车辆的发动机信息进行唯一编码，并在模块中集成无线发射装置，当车辆有违章情况时能够发射包含时间、位置信息的信号，在相关部门进行备案。语音播报功能集成在车辆中自带的GPS模块中，在划定的禁鸣区通过车主自动提醒车辆驾驶员已经驶入禁鸣区，在此区域中，驾驶员禁止鸣笛，若有驾驶员鸣笛，无线通信模块会自动产生车辆发动机编码信号并将信号传到噪声监管中心，同时通过公共信道传到相关交警部门进行备案。夜间在居民区也规定禁鸣，在DSP电路中集成时间模块，在规定时间内自动开始工作，当车辆驾驶员鸣笛时，自动发射信号给交警部门备案。

结论

本文介绍了环境噪声对人们生活的影响和对其控制的重要性，在介绍消声室原理及其应用的基础上，提出了一种汽车噪声控制方法，结合GPS模块和针对单一汽车的信息编码技术，通过无线传感器网络将信息传递到城市噪声监管中心，进而实现针对国内的车辆控制和监督管理。同时指出城市环境卫生与人们的生活息息相关，通过强制约束的方法仅仅起到辅助作用，只有车辆驾驶员综合素质得到提高，才能给城市一个和谐的环境。