混响室法测量声学材料吸声系数

实验七混响室法测量声学材料吸声系数

一、实验目的

1.掌握混响时间的测量方法；

2.掌握混响室法测量材料吸声系数的原理和方法。

二、实验要求

1.正确理解混响时间的概念；

2.基本掌握Pulse 3560C声振测量的基本功能及使用方法。

三、实验环境

1.混响室

2.被测材料：腈纶地毯，面积3×4㎡，厚2.5㎜

3.BK声学测量平台9.0

4.自由场传声器BSWA型4个

5.声级监视器HS6288

6.Pulse 3560C

7.功率放大器BK2716

8.全指向性声源BK4296

9.通用计算机及M6k

10.声级校准器4321

四、实验内容、步骤

1.实验内容：测量晴纶地毯的无规入射材料吸声系数。测试系统如图5所示。

图7.1 混响室法吸声系数测量系统连接示意图

2.实验原理：

混响室测量吸声系数的原理是先测出空房间的混响时间T1，放入被测材料后再测出相应的混响时间T2，然后可通过公式（4）计算得到材料的吸声系数。

由声学理论可知，当混响室内被声源激励时，混响室内被激发出较多的简正振动方式，使室内建立稳定声场，该声场接近于扩散声场，建立稳态声场所需的时间大致与混响时间相同。

由赛宾公式可知，将吸声材料放入混响室前后，其等效吸声面积A 值与混响时间的关系可用下式表示：

0 55.3V

A -4m V c T

=

（1）

混响时间的长短和房间的吸声本领及其体积有关，因为前者决定了每次反射所吸收的声能，后者决定了每秒钟声波的反射次数。所以在房间大小固定后，混响时间只与房间对声音的吸收本领有关，故吸声材料或吸声物体的吸声系数可在混响室里通过混响时间的测量来进行。

先测出没有放入声学材料时某频率的混响时间T 1，再测出放入声学材料时响应频率的混响时间T 2，则根据公式（1）可推出：

() 2121221111A -A 55.3V --4m -m V c T c T ⎛⎫

= ⎪⎝⎭

（2）

式中V 为混响室的体积，c 1、 c 2为两次测量时声速，m 1,m 2为两次测量时的声强吸收系数（由室内空气的吸收产生），如果两次测量时的室内温度及湿度相差很小，则c 1≈ c 2, 21m m ≈,于是(2)式可化简为：

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==12012111355T -T c V . - A A ΔA （3） 当试件是安装在房间地板、墙壁或天花板上的平面吸声体时，其面积与整个混响室表面积相比较小，再考虑到被试件覆盖的那部分吸声系数很小，所以有：

s ΔA

αS

=

⋅ （4） 式中s α为试件无规入射的吸声系数，S 为表面积。由此可见，吸声系数的测量可以归结为两次混响时间的测量。 3. 实验步骤：

1. 测量空室的顺向时间T1；

2.放入被测材料，按上述步骤测量有吸声材料时的混响时间T2；

3.数据记录完毕，测量出混响室的几何尺寸，根据公式（3）、（4）按1/3倍频程

计算相应的吸声系数。

五、实验结果

1.空室中的混响时间（按1/3倍频程给出）。

2.所测材料吸声系数（按1/3倍频程给出）。

六、讨论思考题

试分析混响室法测量材料吸声系数的优缺点。

优点：要求的条件少，操作简单。

缺点：测量混响时间（特别是在低频率）需根据衰变曲线开始10dB的斜度，否则计算出的吸声系数不准确。