半消聲室

消聲室分為半消聲室和全消聲室兩種，我司為某某醫療所做的半消聲室效果達到了-1分貝。

半消聲室是在一個閉合空間中，其中一個面為反射面，其他五個面為全吸聲面（截止頻率以上的吸聲系數大于99.9%），用于精密測試產品的聲功率。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

▍半消聲室的技術指標

半消聲室主要有三大技術指標要求，即背景噪聲、截止頻率、自由場半徑。

背景噪聲：即在半消室內測量，除了被測聲源之外的其他噪聲。

背景噪聲的總聲值和測量范圍內的每個頻帶的允許聲壓級值測量應符合下列要求：

A、應測出每個頻帶的允許聲壓級值；

B、在滿足背景噪聲要求的條件下，測量表面上的所有傳聲器位置背景噪聲的總聲壓值和測量范圍內的每個頻帶噪聲值均應低于被測信號10dB；

C、背景噪聲低于被測信號20dB時，可不進行背景噪聲的修正。

截止頻率：指半消室一定的空間范圍內，滿足偏離自由場的允差要求的最低頻率。通常通過吸聲尖劈、吸聲平板來控制最低頻率。

半自由場：指剛性反射地面上方空間的均勻各向同類媒質中，邊界影響可忽略不計的聲場。達到自由場的條件：點生源的聲強隨距離按平方反比定律變化，即聲壓隨距離按平方反比衰減。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

▍半消室聲學技術設計需考慮的關鍵環節

選址：半消室的建造環境對工程造價、半消室自由場空間有決定性的影響，因此在選定一個合適的場地來建造消聲室時，盡可能遵循以下幾點：

A、遠離噪聲源和振動源：比如交通干道、電梯井、生產線、高噪聲設備、廁所等

B、物理空間需要足夠滿足自由場的尺寸：根據被測物品的外觀尺寸確定自由場半徑，再結合截至頻率，半消室的隔聲量來確定半消室的物理空間長寬高。特殊情況下，如果空間狹小，可考慮采用平板式吸聲結構來達到設計目的。

減振：解決半消室受到外部的結構傳聲干擾；

隔聲：控制半消室的本底噪聲關鍵性環節，在造價上占有相當大的比重。這也是考驗聲學工程師功力的一道重要關口。

吸聲：控制半消室的截至頻率。常規采用吸聲尖劈來控制；如果空間有限，可以考慮采用平板吸聲來實現。尖劈和平板各有優缺點，需要根據實際情況選擇。

反射面：通過采用硬質光滑的材料來實現。反射系數大于0.9

通風：保證半消室正常的積季節性換氣，在南方地區避免室內發霉發潮

電氣：半消室內必須要配置的電氣線路、插座、信號線、監控、電源插座等

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

▍半消室聲學技術設計的難點

本底噪聲控制：半消室的三大技術指標中，難度相對比較大的是本底噪聲的控制。這與半消室周邊的噪聲和振動環境因素息息相關，由于噪聲有很強的掩蔽性，顯性噪聲和振動容易被發現的，隱性的噪聲和振動容易被忽略。假如忽略了一個不起眼的振動源，都有可能導致項目的失敗。有經驗的聲學工程師如同有經驗的醫生，需要經過大量的工程實戰積累足夠的經驗。

自由場控制：有些情況下，由于物理空間的限制，采用常規的尖劈吸聲方式，比較占空間，自由場半徑比較小，這時便可采用平板式吸聲，平板吸聲結構占用空間相對較小。但是采用平板吸聲有個缺點，當半消室的長寬高尺寸比例不合適的情況下，在截至頻率以下的低頻段容易產生駐波從而影響自由場空間。

舉例：4(M)X5(M)X3(M)的空間，在43、71、85、170、213、255、283、340赫茲有駐波

5(M)X6(M)X3(M)的空間，在57、113、170、198、227、283、340、397赫茲有駐波

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

▍吸聲尖劈的介紹

A、為了使得閉合空間里建立自由聲場，應該使得該閉合空間界面上的聲反射減少到可以忽略的程度，這就要求所使用的界面吸聲材料在寬頻帶內有較高的吸收。通常吸聲系數達到0.999以上的材料，其聲反射可以忽略不計。因此在消聲室中，為了建立自由聲場，工程師在房間內布置安裝了吸聲系數超過0.999的材料作為吸聲體。

B、吸聲系數達到99.9%的頻率下線，就定義為尖劈的截止頻率。假定某材料在100Hz以上的頻率吸聲系數均達到99.9%，則該材料的截止頻率為100Hz.

C、尖劈吸聲體的來歷：要使得界面上的反射聲能盡可能小，就應該把聲波從空氣層引入吸聲材料里面，通過在材料里面均勻的逐漸擴大截面，而聲阻抗也總是匹配，以此達到盡可能的吸收目的。也就是說把多孔材料做成從空氣到界面的聲阻抗逐漸過渡的金字塔型，這個理論的構思，是由克萊默在1937年提出的。后來柏林大學的梅耶等人進行優化，在1940年發表論文，詳細給出了實驗方法和結果：尖劈的長度應該根據截止頻率的波長確定，為該頻率波長的1/4；計算公式為：

L=C/（4*f）

D、最早的填充物是棉花，隨著科學技術的發展，逐步用玻璃棉來替代棉花

----------------------------------------------------------------------------------------------------