厦门消声室无混响室设计，诚信经营，客户至上

2025-03-18 03:00:01 739次浏览

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由于实际需要，自70年代起发展了一种称为半消声室的声学实验室。此半消声室除要求地面为硬质刚性反射面外，其余与消声室相同。当声源或接收器置于地面上时，声源和接收器之间只有直达声而没有反射声，故在地面上的半空间中有同消声室中那样的自由场。半消声室的优点是由于地面是硬的，能承受较大的重量，适宜测量如车辆、大型机器、设备等的噪声功率且使用方便，造价比消声室低廉；缺点是当声源的等效声中心或接收器高出地面较多时，声反射的影响使声场严重偏离自由场，这种现象在频率高时更为显著，因此半消声室存在有高频限。

卦限消声室是一个相邻的三个面为硬反射面，另三个面上装有吸声尖劈的实验室。三个反射面形成三面镜子，如声源或接收器置于此三反射面的交点上，则声源和接收器之间和半消声室相同，只有直达声而没有反射声，使在其中形成自由场。由于声源或接收器只能置于交点上，故在实际使用中将受到很大限制。

在设计消声室时应注意：

(1)纯音信号的测试项目与宽带噪声信号的测试项目对界面吸声系数的要求有较大差别。

(2)随之而来的是关于吸声结构的设计。

对于要求吸声系数≥0.99的吸声结构，一般采用尖劈形状。因为多孔性材料的吸声机理，是材料内部有大量气流连通的空气隙，形成细管甚至毛细管，当声波传人时，声波在细管中的振动因内摩擦而转化为热能被吸收。吸声能力与材料的空隙率(如玻璃棉的空隙率达96%左右)、流阻及材料的纤维结构有关。同时．吸声的频率特性与材料厚度有关，即吸声值的下限频率大约是其厚度相对应的1/4波长的频率。要使低频吸声好，就得增加多孔性吸声材料的厚度。但由于材料的流阻，不能任意增大厚度来延伸低频吸收，各种多孔性材料都有其有效厚度。

因此，要使高吸声特性向低频扩展，就把多孔性材料做成尖劈形状。从尖劈结构的截面来看．是从空气媒质逐渐过渡到多孔性材料，声阻抗有渐变过程，使声波能传人尖劈结构深部并被转化为热能消耗掉。

当然，要设计达到0.99以上的吸声系数．除与材料本身的参数有关外，还与尖劈的形状(尖劈的角度和劈部与尖部的比例)有关。尖劈的总长度决定吸声系数的频率(一般称吸声系数大于0.99的频率为尖劈的截止频率)。大约为尖劈总长度相应为1/4波长的频率。如果利用尖劈基部与尖劈后空腔深度的共振吸声结构．则截止频率还可稍向低频延伸。

在宽带噪声信号的测试情况，尤其半消声室中噪声源声功率级的测定，很多情况下就不一定采用尖劈吸声结构的设计。如，在为某企业设计大型电机的声功率测定进行半消声室设计时，采用三层布幕的多共振吸声结构，在低频驻波管中试验不同材质的防火布，改变与刚性壁的安放距离，获得100Hz以上吸声系数大于0.86的结果，很节省地完成了半消声室的设计任务。

(3)关于消声室大小和形状的考虑。

一般消声室的建筑造型几乎不用球状、柱状或圆弧面的形状。因为如果吸声结构的吸声系数完全大于0．99，则壳体形状的影响不大；但在吸声系数甚低于0．99的情况，至少在吸声结构的截止频率以下，吸声系数急遽下降，则大的凹面会产生聚焦的声缺陷，完全不可能获得近似的自由声场。

对于机器辐射噪声功率的测试，一般测点都要在设备的四周空间布置，所以多为设计成方形或长方形的半消声室．其长宽和高度均可估算，即按有关测试标准所要求的测量距离、测量位置、允许与自由声场的偏差，来确定边长及高度的尺寸，当然会适当留有余地，还要考虑今后可能有的设备大小。

对于电声器件的参数测量，则如果声源(扬声器)放在消声室中心．传声器沿轴向或平面对角线方向放置(一般测试距离1m，对于大尺寸的音箱及线阵列等扬声器系统，需要较大的测试距离)，则消声室尺寸就较大。一般考虑是将声源与传声器测试线的中心设在消声室的中心，并且测试线沿平面对角线方向，消声室的形状是长方形．这样安排使消声室空间为节省。建成后进行自由声场鉴定时，除声源放在消声室中心进行测量，得到这种情况下一定偏差(为±ldB，±2dB等)内自由声场的范围，另外将测试声源放在将来安放被测扬声器的位置．检测在(平面对角线方向)多远测试距离上，与理想自由声场的偏差为多大。

电波混响室是一个电大尺寸且具有高导电反射墙面构成的屏蔽腔室，腔室中通常安装一个或几个机械式搅拌器或调谐器，通过搅拌器的转动改变腔室的边界条件，进而在腔室内形成统计均匀、各向同性和随机极化的电磁环境。

在国内，关于混响室的名称多种多样，公开发表的论文中出现的名称包括“电波混响室”、“EMC混响室”、“电磁混响室”、“电磁混波室”等。为避免混淆，一方面，考虑到在形式上与另一种传统意义的电磁兼容测试平台“电波暗室”一致，比较习惯，也便于区分和理解；另一方面，在声学领域，“混响室”使用更广泛，而“混波室”使用比较少，而且混响室初是借鉴声学研究中“混响室”的概念，所以有学者建议在国内统一使用“电波混响室”这一名词。

目前，应用多、标准认可、运行比较可靠的电波混响室是机械搅拌式混响室，又称模式搅拌式混响室(Mode Stirred Reverberation Chamber)，它是在高反射腔体内，安装一个或多个机械式搅拌器，通过搅拌器的连续或者步进式转动改变边界条件，从而在腔室内形成统计均匀、各向同性、随机极化的场。此外，在混响室的研究中，不少学者提出了其他一些也能实现电磁混响的设计方案，这里做一简单介绍。

(1)摆动墙(Moving Wall)式混响室。

1992年，Huang Yi等提出采用摆动墙方案。由于混响室墙体的摆动，使室内体积不断变化．从而连续改变空腔的谐振条件而达到混响的目的，但这种装置的实际实现有一定困难。2002年，N.K.Kouveliotis等用FDTD方法仿真计算了摆动墙混响室的品质因数Q和场均匀性．并通过建模、仿真其对EUT进行了测试，考察了摆动墙混响室产生混响的性能。

(2)漫射体式混响室。

1997年，M．Petirsch等提出将建筑声学中对声波反射的Schroeder漫射体用于改善混响室内电磁波的谐振，并用数值方法分别计算了带有和不带有漫射体的混响室内电磁场的分布情况，结果表明漫射体改善了室场内的均匀性。

(3)波纹墙式混响室。

1998年，E.A.Godfrey等提出了一种波纹墙的混响室结构方案，并探讨了在一个小型混响室内(1.8m×1.2 m×0.8m)采用波纹墙对场均匀性的影响，考察的频率范同为150MHz～650MHz，实验分别在平面铝墙和钢波纹墙混响室内进行，对比两种条件下的数据结果表明，波纹墙有利于改善混响室内的场均匀性。

(4)源搅拌混响室。

1992年，Y.Huang和D.J.Edwards提出源搅拌的方法。它通过在测试中移动天线的位置或控制天线阵中不同天线的发射信号的方法改变测试中源的位置，达到混响的目的。它的基本原理是改变混响室中各本征模的权重因子。这种方法由于不用机械搅拌器，使得测试空间增大，而且还能改善混响室的低频性能，所以至今仍有人对之进行研究，这些研究用本征函数叠加的方法推导了混响室有源激励的电磁场分布公式，并提出了对称模与反对称模发射的方法(即源搅拌方法)，从理沦上证实了利用源搅拌实现混响的可行性，一定条件下在低模状态下可获得均匀场，并且模拟的结果证实了数据推导的正确性，为混响室在低于可用频率的分析提供了可行的方法。

(5)频率搅拌混响室

1994年，David A.Hill提出频率搅拌的方法。其二维的数值计算结果表明，用中心频率为4GHz、带宽为10MHz的线源激励时，场的均匀性很好，其三维分布情况还有待进一步分析。此外，非零带宽对敏感度测试的影响有待进一步分析。在辐射发射测试中，由于不能控制受试设备(EUT）的频谱，是否还能用频率搅拌的方法进行测试有待研究。

（6）不对称结构(或固有)混响室

1998年，Frank B.J.Leferink等设计了一种新型混响室，它没有任何两个墙面是平行的，只有一个壁面垂直于其他墙面，混响室的长、宽、高尺寸不成比例，且在室内某些位置安装了漫射体。研究结果表明，其在没有使用机械搅拌器的情况下产生了统计均匀的电磁场，使得测试时间相对于机械搅拌混响室而言大幅度减少。S.Y.Chung等还考察了“Schroeder diffuser”和“Rand