工程噪声控制学吸声降噪原理与设计PPT课件.pptx

本讲内容 本章主要学习和讨论吸声降噪的原理 吸声材料的种类特性 吸声结构的设计计算等内容 利用吸声处理来吸收声能降低噪声的方法是噪声控制的主要措施之一 实践证明 经吸声处理后 室内混响声一般可降低5 10dB 吸声 声波通过媒质或入射到媒质分解面上时声能的减少过程 称为吸声或声吸收 一般采用吸声材料来降低室内的混响声 吸声按其机理可分为多孔性吸声材料 共振吸声结构及阻抗复合式吸声结构三大类 吸声处理一般用于降低室内噪声中的反射声 而对直达噪声则不起作用 3 20 2020 1 本讲内容 补充一些基本概念6 1多孔吸声材料6 2穿孔共振吸声结构6 3阻抗复合吸声结构6 4吸声系数的测量6 5吸声降噪设计 6第六章吸声降噪原理与设计 3 20 2020 2 本讲内容 补充一些基本概念 1 直达声场2 混响声场3 扩散声场4 混响时间5 吸声性能评价 3 20 2020 3 本讲内容 一些基本概念 1 1 直达声场室内噪声的来源 有通过空气传到受声点的声音 即直达声 从声源直接到达受声点的直达声形成的声场叫直达声场 2 混响声场室内噪声的来源 还有通过室内各墙壁面反射到受声点的声音 即混响声 经过房间壁面一次或多次反射后到达受声点的反射形成的声场叫混响声场 在室内声场中 声波每相邻两次反射所经过的路程称为自由程 3 20 2020 4 本讲内容 由于壁面的声学性质不均匀 房间形状不规则 室内人和物的反射现象十分复杂 经多次反射声场中声音的传播规律依赖于房间的大小和房内各个表面的反射性质 3 扩散声场扩散声场是指有声源的房间内 声能量密度处处相等 并且在任何一点上 从各个方向传来的声波几率都相等的声场 在这种理想化的声场中 声波的相位是无规则的 一般情况下 对于所有内壁面均光滑 坚硬 并且天花板 四壁为一定不规则形状的大房间 声源在室内产生的声场非常接近扩散声场 扩散声场包含直达声场和混响声场 是由两声场叠加形成 一些基本概念 2 3 20 2020 5 本讲内容 4 混响时间当室内声场达到稳态后 声源突然停止发声 室内声能密度衰减到原来的百万之一 即声压级衰减60dB所需要的时间 称为混响时间 记作T 单位为秒 计算公式为 式中V 房间容积 m3 A 室内总吸声量 m2 A S 适用条件 室内声音频率低于2000Hz 0 2 5 吸声性能评价吸声材料或吸声结构的声学性能与频率有关 通常采用吸声系数 吸声量 流阻等三个与频率有关的物理量来评价 0 161V 0 161VAS T 60 一些基本概念 3 3 20 2020 6 本讲内容 一些基本概念 图例 3 20 2020 7 本讲内容 一些基本概念 图例 3 20 2020 8 本讲内容 一些基本概念 图例 3 20 2020 9 本讲内容 一些基本概念 图例 3 20 2020 10 本讲内容 一些基本概念 一些基本概念 图例 3 20 2020 11 本讲内容 6 1多孔吸声材料 6 1 1多孔吸声材料的构造特征和吸声机理6 1 2多孔吸声材料吸声性能的影响因素6 1 3吸声材料的种类与特点6 1 4吸声材料的吸声理论 自学 3 20 2020 12 本讲内容 6 1 1多孔吸声材料的构造特征和吸声机理 1 多孔材料的构造特征2 吸声机理3 吸声系数4 吸声特性 3 20 2020 13 本讲内容 1 多孔材料的构造特征 构造特征 材料的孔隙率要高 一般在70 以上 多数达到90 左右 孔隙应该尽可能细小 且均匀分布 微孔应该是相互贯通 而不是封闭的 微孔要向外敞开 使声波易于进入微孔内部 两个重要条件 一是具有大量的 均匀的孔隙 二是孔之间要连通 表面向外敞开 3 20 2020 14 本讲内容 2 吸声机理 多孔吸声材料衰减声能有两个原因 一是粘滞阻力耗能当声波经过材料表面引起空隙内部空气振动时 空气与固体经络间产生相对运动 由于空气的粘滞性产生相应的粘滞阻力 使振动空气动能不断转化成为热能 从而使声波能量衰减 二是热交换耗能声波通过时发生空气绝热压缩升温 与多孔材料的热交换和热传导也衰减声能 3 20 2020 15 本讲内容 吸声材料吸收的声能与入射的声能比值称为吸声系数 0表示无吸声作用 表示完全吸收 一般0 1 越大 吸声性能越好 通常当吸声系数 0 2时 材料才能被称为吸声材料 0 5的材料就是理想的吸声材料 1 r EiEi Ei Er E 1 3 吸声系数 3 20 2020 16 本讲内容 吸声系数 的值与入射声波的频率有关 同一材料对不同频率的声波 其吸声系数有不同的值 在工程中 常采用125 250 500 1000 2000 4000Hz六个倍频程中心频率吸声系数的算术平均值 来表示某一材料 或结构 的平均吸声系数 吸声系数 的值与声波的入射角有关 由于入射角度对吸声系数有较大的影响 不同的入射角其吸声系数不同 通常规定了三种不同的吸声系数 即 垂直入射吸声系数 驻波管法吸声系数 用 0表示 它多用于材料性质的鉴定与研究 斜入射吸声系数 应用不多 无规入射吸声系数 T 混响法吸声系数 4 吸声特性 3 20 2020 17 本讲内容 4 吸声特性 3 20 2020 18 本讲内容 6 1 2多孔吸声材料吸声性能的影响因素 1 材料厚度的影响2 材料容重的影响3 吸声材料背后空腔的影响4 流阻的影响5 护面层的影响 3 20 2020 19 本讲内容 1 材料厚度的影响 材料厚度增加 低频吸声系数增加 一定的材料 厚度增加一倍 频率特性曲线峰值向低频方向近似移动一个倍频程 fr d const 500Hz d 1 4 最佳 在实际中 中高频噪声一般采用20 50mm的厚度吸声板 对低频吸声要求较高时 则采用50 100mm厚 3 20 2020 20 本讲内容 2 材料容重的影响 在厚度一定的情况下 增大容重可以提高中低频吸声系数 容重过大反而会降低吸声效果 对于某一种多孔吸声材料容重都有一最佳值 增加容重比增加厚度引起的变化小 容重的选择是第二位的 材料的容重即单位体积的重量 3 20 2020 21 本讲内容 若在材料层与刚性壁之间留一定距离的空腔 可改善对低频的吸声性能 相当于增加了多孔材料的厚度 更经济 空腔增厚 对吸收低频声有利 当腔深近似于入射声波的1 4波长时 吸声系数最大 为1 2波长或其整数倍时 吸声系数最小 实际使用常取腔深50 100mm 3 吸声材料背后空腔的影响 3 20 2020 22 本讲内容 流阻是空气质点通过材料空隙时的阻力 材料的透气性可以用流阻这一物理参量来定义 在稳态气流下 吸声材料的压力梯度与气流在材料中的流速之比 定义为材料的流阻 单位为Pa s m 单位厚度的流阻称为材料的流阻率 单位为Pa s m2 材料流阻低 低频吸声系数很低但中高频吸声系数高 高流阻材料与低流阻相比 高频吸声系数降低 低中频系数提高 4 流阻的影响 3 20 2020 23 本5 护面层的影响 讲多孔材料在使用时加护面层 以固定多孔材料 防止散落 护面层可内采用穿孔护面板 金属丝网 塑料网纱 玻璃布 麻布 纱布等 容护面网罩 有塑料纱网 金属丝网 钢板网等 穿孔率高 声质量和声阻忽略不计 有高温 耐腐蚀 高强度要求时用金属网 一般用塑料纱网 纤维布 有纱布 尼龙布 金属纤维布等 相对声阻率0 1左右 相对声抗率可忽略 主要用于包扎易碎落吸声材料 塑料薄膜 可起到放水 防潮 防止掉渣的作用 具有声质量 对低频吸声性能的影响可忽略 对高频不利 适用于中低频吸声 穿孔板 具有优良的机械性能 用于保持形状 承受应力 耐侵蚀的场合 穿孔率一般大于20 3 20 2020 24 本讲内容 6 1 3吸声材料的种类与特点 1 无机纤维材料类主要有 玻璃丝 玻璃棉 岩棉 矿渣棉及其制品 其特点 容重小 导热系数小 防火 防水 防潮 2 泡沫塑料类主要有 米波罗 氨基甲酸脂泡沫等 其特点 容重小 导热系数小 质软 但易老化 耐火性差 3 有机纤维材料类主要有 棉 麻等植物纤维 其特点 成本低 但防火 防蛀 防潮差 4 吸声建筑材料类主要有 含有微孔的泡沫砖 泡沫混凝土等 其特点 保温 防潮 耐蚀 耐冻 耐高温 3 20 2020 25 本讲内容 常用吸声材料的使用情况 3 20 2020 26 本讲内容 常用吸声材料的使用情况 3 20 2020 27 本讲内容 6 2穿孔共振吸声结构 6 2 1穿孔共振吸声结构的共振频率6 2 2穿孔共振吸声结构的吸声系数和频带宽度6 2 3微穿孔板吸声结构 3 20 2020 28 本讲内容 6 2 1穿孔共振吸声结构的共振频率 吸声机理 利用空气柱在小孔中的来回磨擦消耗声能 用孔后的腔深来控制吸声峰值的共振频率 1 单个共振器2 穿孔板组合共振器3 板后加吸声材料的组合结构 3 20 2020 29 本讲内容 1 单个共振器 1 单孔共振吸声结构也称亥姆霍兹共振器 如图 这种结构的腔体中空气具有弹性 相当于弹簧 孔颈中空气柱具有一定质量 相当于质量块 因此可以将它看做一个质量一弹簧共振系统 3 20 2020 30 本讲内容 1 单个共振器 2 单个共振腔的合成声阻抗 式中S为孔颈开口面积 m2 c为声速 一般取340m s V为空腔容积 m3 Lk为小孔有效颈长 m 若小孔为圆 形 Lk t 4d l 0 8d 其中t为颈的实际长度 即板厚度 m d为孔颈口的直径 m k r 2 VL cS f aa单个共振腔的共振频率为 1 C Za Ra j M 3 20 2020 31 本讲内容 1 单个共振器 3 从共振频率计算式可知 共振频率fr与孔颈d大小和空腔体体积V有关 与小孔及腔的形状无关 共振结构的吸声频率选择性很强 只对共振频率附近声波有较好的吸收 吸声频带很窄 即频率选择强 适用于有明显音调的低频噪声场合 若在颈口下放置一些诸如玻璃棉之类的多孔材料 或加贴一薄层尼龙布等透声织物 可以增加颈口部分的磨擦阻力 增宽吸声频带 3 20 2020 32 本讲内容 穿孔板共振吸声结构是在板材上 以一定的孔径和穿孔率打上孔 背后留有一定厚度的空气层 这种吸声结构实际上可以看作是由单腔共振吸声结构的并联而成 穿孔板共振吸声结构的共振频率是式中c0声速 m s D空腔厚 度 m Lk孔颈有效长度 m pm为穿孔率 工程上常用板厚1 10mm 孔径2 15mm 穿孔率0 5 15 空气层厚50 250mm c0pm2 LD f k r pm ns S0 2 穿孔板组合共振器 3 20 2020 33 本讲内容 穿孔率的计算圆孔 正方形排列 圆孔 三角形排列 狭缝 平行排列 穿孔率 pm 即穿孔总面积与板的总面积的比值 2 穿孔板组合共振器 2 4B d d p m 2 3 B 2 d p d m dB p m d B B B 3 20 2020 34 本讲内容 3 板后加吸声材料的组合结构 当穿孔板结构的空腔内填入吸声材料后 由于空腔的声阻抗以及穿孔的末端修正值的变化 吸声结构的共振频 率将起明显变化 此时共振频率为 其中 k0m D rD n 0 通常情况下 共振腔内加吸声材料后 吸声频率向低频移动 L D 0m 2 cp fr k L t 1 n 2 d pn 3 D 3 20 2020 35 本讲内容 3 板后加吸声材料的组合结构 3 20 2020 36 本讲内容 6 2 2穿孔共振吸声结构的吸声系数和频带宽度 1 共振时的吸声系数共振吸声结构的吸声系数 为 其中rp为反射系数 r为声阻 x为声抗 共振时声抗x 0 吸声系数为极大值 r r r曲线如图 0 1 r 2 x2 2 4r 1 rp 4r 1 r 2 r 3 20 2020 37 本讲内容 6 2 2穿孔共振吸声结构的吸声系数和频带宽度 2 共振吸声频带宽度共振吸声频带带宽 f为 吸声系数高于0 5的频带宽度 f可由下式计算 式中 是与共振频率fr相对应的波长 D为空腔深 板后的空气层厚度 由上式可知 穿孔板共振吸声结构的 f与腔深D有很大的关系 而腔深又影响共振频率的大小 故需合理选择腔深 f f2 f1 1 Q fr Q r 2 D 1 r f 4 D fr 3 20 2020 38 本讲内容 6 2 3微穿孔板共振吸声结构 将厚度1mm孔径小于1mm的金属薄板 固定在刚性壁面上 板后留适当深度空腔 组成微穿孔板吸声结构 实质仍属于共振吸声结构 吸声机理相同 但板薄孔细 声阻增加 声质量减小 因此明显地提高了吸声系数 增宽了吸声频带宽度 垂直入射时 吸声系数 共振频率及频带宽度见下式 4r 1 r 2 m D 3c c D 2 00 r 1 2 0 0 3c c 2 1 D D m f r f f2 f1 1 Q fr Q c0 2 1 r frD 3 20 2020 39 本讲内容 6 3其他吸声结构 6 3 1阻抗复合吸声结构6 3 2空间吸声体6 3 3吸声劈尖6 3 4薄塑盒式吸声体其他形式 3 20 2020 40 本讲内容 6 3 1阻抗复合吸声结构 在穿孔板吸声结构中的板后空腔内 按一定要求填充适量多孔吸声材料 就组成了复合吸声结构 吸声材料在板后空腔中的布置有三种形式 穿孔板吸声结构中加装吸声材料后 增加了孔颈附近的空气摩擦 导致阻力增大 因而可以提高吸声系数并加宽吸声频带 显然 吸声材料越靠近穿孔板 吸声效果越明显 因而在工程实际中进行吸声处理时 往往采取a方案结构 3 20 2020 41 本讲内容 6 3 1阻抗复合吸声结构 3 20 2020 42 本讲内容 6 3 2空间吸声体 在某些噪声环境中 为了使用上的方便将吸声材料做成各种几何体 如平板状 球体 圆锥体 圆柱体 棱形体 正方体等 把它们悬挂在空中 此时吸声材料各个侧面都能与声波接触 起到空间吸声的作用 因此把它们称为空间吸声体 空间吸声体是由框架 吸声材料 常用多孔材料 和护面结构制戊的 吸声体悬挂在室内吸声时 吸声体投影面积与悬挂平面投影面积的比值约等于40 或占室内总表面积的15 左右 对声音的吸声效率最高 空间吸声体的特点 悬空悬挂 吸声性能好 便于安装 装拆灵活 节约吸声材料 该法节省吸声材料 对工厂 企业吸声降噪比较适用 3 20 2020 43 本讲内容 6 3 2空间吸声体 3 20 2020 44 本讲内容 6 3 3吸声劈尖 工程中 也经常采用吸声尖劈作为吸声结构 吸声尖劈的结构如图所示 吸声尖劈具有很高的吸声系数 可以达到0 99 常用于有特殊用途的声学结构的构造 吸声尖劈的吸声性能与吸声尖劈的总长度L L1 L2和L1 L2以及空腔的深度H 填充的吸声材料的吸声特性等都有关系 L越长 其低频吸声性能越好 此外 上述参数之间有一个最佳协调关系 需要在使用时根据吸声的要求进行优化 必要时还需要通过实验加以修正 3 20 2020 45 本讲内容 6 3 3吸声劈尖 3 20 2020 46 本讲内容 6 3 4薄塑盒式吸声体 薄塑盒式吸声体也称无规共振吸声结构 是由改性的聚氯乙烯塑料薄片成型制成 外形像个塑料盒扣在塑料基片上 这种结构的吸声特性和薄片厚度 内墙变化 断面形状及结构后面的空气层厚度等因素有关 塑料薄片的厚度直接影响结构吸声性能的变化 在保证强度的条件下 面层薄片以薄为宜 有利于高频吸收 适当增加基片厚度 可改善低频吸声效果 结构的断面形式可采用单腔 双腔和多腔结构 恰当地组合内腔可以有效地拓宽结构的吸声频率范围 增大结构内腔的容积 可以稳定高频吸声特性 背后留空气层 可提高低频段的声吸收 它还具有结构轻 耐腐蚀 易冲洗等优点 因此是一种很有发展前途的吸声结构 3 20 2020 47 本讲内容 6 3 4薄塑盒式吸声体 3 20 2020 48 本讲内容 其他形式 可以考虑采用穿孔板组合 即采用不同穿孔率的多层 一般取两层 穿孔板结构 能使吸声频带增宽 提高2 3个倍频程 微穿孔板吸声结构也可以组合成双层或多层结构使用 以进一步提高其吸声性能 如果吸收较低的频率 空腔深一些 一般控制在200 300mm以内 如果主要吸收高频声波 则视具体情况 空腔可以减小到100mm以内甚至更小 3 20 2020 49 本讲内容 几种材料结构的吸声特性 3 20 2020 50 本讲内容 6 4吸声系数的测量6 4 1有关噪声测量简介1 测量仪器2 测量方法6 4 2吸声系数的测量1 混响室法2 驻波管法 3 20 2020 51 本讲内容 6 4 1有关噪声测量简介 1 测量仪器 1 常用的噪声测量仪器有声级计 积分声级计 频谱分析仪和滤波器 磁带记录仪 实时分析仪 1 声级计声级计是根据国际标准或国家标准按照一定的频率计权和时间计权测量声压级和计权声级的仪器 是声学测量中最常用的基本仪器 可用来测量各种噪声 若将声级计上的传声器换成加速度传感器 声级计还可以用于振动的测量 声级计的分类 声级计按照精度可以分成4种基本类型 即0 型 在环境噪声测量中 主要使用 型 精密型 基本误差为 0 7dB 和 型 普通级 基本误差为 1 5dB 按特殊用途分类 可分为脉冲 积分 噪声统计分析仪 噪声剂量计 噪声采集器等 按外表形状分为台式 便携式 袖珍式等多种形式 3 20 2020 52 本讲内容 1 测量仪器 2 3 20 2020 53 本讲内容 1 测量仪器 3 声级计的构造和工作原理 声级计一般由传声器 放大器 衰减器 计权网络 检波器 指示器等组成 传声器 这是一种将声压转换成电压的声电换能器 在声级计中 大多选用空气电容传声器和驻极体电容传声器 此外 由于传声器在声场中会引起声波的散射作用 特别会使高频段的频率响应受到明显影响 这种影响随声波入射方向的不同而变化 根据传声器在声场中的频率响应不同 一般分为声场型 自由场和扩散场 传声器和压强型传声器 测量正入射声波应采用自由场传声器 测量无规入射声波应采用扩散场或压强传声器 放大器 有前置和后置放大器 要求 音频范围内响应平直 足够低的本底噪声 较高的输入阻抗和较低的输出阻抗 较小的线性失真 衰减器 其功能是将接到的强信号给予衰减 以免放大器过载 有输入衰减器 输出衰减器 滤波器 它包括计权网络和滤波器 有A B C D计权网络滤波器 1 1倍频程滤波器和1 3倍频程滤波器 3 20 2020 54 本讲内容 1 测量仪器 4 声级计的主要附件 有防风罩 避免风的影响 鼻形锥 降低气流扰动的影响 延长电缆 声级计的校准 为保证测量的准确性 声级计使用前后要进行校准 通常使用活塞发生器 声级校准器进行校准 3 20 2020 55 本讲内容 1 测量仪器 5 2 频谱分析仪和滤波器在实际工作中 噪声一般都是由许多频率组合而成的复合声 而噪声的危害不仅与强度有关 而且与它的频率有关 为此需要了解噪声的频率组成 就要进行频谱分析 具有对声信号进行频谱分析功能的设备叫频谱分析仪 它是由声级计和滤波器组合构成 核心是滤波器 它的作用是让频率在f1和f2间的所有信号通过 且不影响信号的幅值相位 同时 阻止频率在f1以下和f2以上的任何信号通过 3 磁带记录仪磁带记录仪是一种经常采用的现场测量信号记录储存仪器 可将噪声信号记录在磁带上 以便带回实验室进一步分析 4 实时分析仪实现快速实时分析的仪器 3 20 2020 56 本讲内容 1 测量仪器 6 3 20 2020 57 本讲内容 2 测量方法 1 1 环境噪声测量城市环境噪声污染测量通常有网格测量 定点测量两种方法 对于噪声普查采用网格法 对于常规测量 采用定点测量法 网格测量法是将要测量的区域划分成相等大小的正方格 以网格中心为测点 分昼夜进行测量 每次每点10分钟连续等效声级测量 24小时平均 得到该区域的噪声状况 定点测量法是在规定的区域内 优选能够代表该区域噪声水平的测点 进行24小时定点监测 测量每小时的等效声级 将其按时间排列 得该区域噪声的时间分布规律 3 20 2020 58 本讲内容 2 测量方法 2 2 交通噪声测量测点的选择测点应选在市区交通干线一侧的人行道上 距马路沿20m处 此处距两交叉路口应大于50m 交通干线是指机动车辆每小时流量不小于100辆的道路 这样测点的噪声可以代表两路口间该段马路的噪声 测量方法测量时 使用声级计 慢 档 传声器置于测点上方距地面高度为1 2m 垂直指向马路 在规定的时间内每隔5S读取一瞬时A声级 连续读取200个数据 同时记录车流量 辆 h 评价方法测量结果可参照有关规定绘制交通噪声污染图 并以各交通干线的等效声音级和统计声级的算术平均值 最大值和标准偏差来表示全市的交通噪声水平 并用以用城市间交通噪声的比较 3 20 2020 59 本讲内容 2 测量方法 3 3 机械噪声测量测点的选择确定测点位置和测点数目是机械设备噪声测量中的重要一环 选择时要考虑现场条件和周围环境的影响 测点位置的选择 在机器最外轮廓距离为d的包络线上 对于机器外形尺寸小于1m的d取500mm 对于外形尺寸大于1m的d取1000mm 测点数目的确定 取决于机器的大小及其声场的均匀性 一般不少于5点 测点过多或过少 不是造成重复测量就是出现漏测 当相邻两点测得声级差在5dB以上时 必须在这两点间增加测点 3 20 2020 60 本讲内容 2 测量方法 4 测量方法测量时 传声器应置于测点上方距地面高度为1 2 1 5m处 正对机器 为减小周围声反射的影响 被测机器外形轮廓至主要反射面 如墙壁 之间的距离不得小于2m 机器周围不得有障碍物 为避免测量者身体的反射 应在传声器和声级计之间使用加长杆及延长电缆 并使用三脚架固定传声器与声级计 若使用手持声级计 应将其尽量远离身体 向前伸出 测量前应校准声级计 在机器未启动或停止运转后测量背景噪声 正常测量应在机器运转平稳后进行 测量工况较差时 可采取依次启动 遮挡 覆盖等方法 以减小其它噪声的影响 3 20 2020 61 本讲内容 2 测量方法 5 评价方法测量结果可参照有关规定或机器的标准进行比照 得出的最终结果 应是在机器规定的运转条件下 各个测点所测得的最大读数 即该机器的噪声声压级 3 20 2020 62 本讲内容 2 测量方法 6 3 20 2020 63 本讲内容 2 测量方法 7 3 20 2020 64 本讲内容 6 4 2吸声系数的测量 1 1 混响室法将被测材料按一定的要求放置于混响室中 不同频率的声波以相同的几率从各个角度无规入射到材料表面 对于混响室中有无放置吸声材料的混响时间是不一样的 根据测得有无吸声材料的混响时间T1 T2 就可求得无规入射吸声系数 式中 S1为混响室内表面总面积 S2为测量面积 1为混响室放置吸声材料前的平均吸声系数 r为材料的吸声系数 0 161VS1T1 1 1 2 21 0 161V 1 1 TT S r 3 20 2020 65 本讲内容 6 4 2吸声系数的测量 2 n 1 2n 4 0 2 驻波管法将被测材料置于驻波管的一端 用声频信号发生器带动扬声器 从驻波管的另一端向管内辐射平面波 声波以垂直入射入射方式入射到材料表面 部分声波被吸收 部分反射 反射的的平面波与入射波相互叠加产生驻波 波腹处的声压为极大值 波节处的声压为极小值 根据驻波的极大和极小值 就可得出垂直入射吸声系数 极大与极小值之比为一常 数n pMax pi pr pmin pi pr n pMax pmin 所以垂直入射吸 声系数 0为 如直接测量极大和极小声压级差为 L dB L 20lg 1 n 1 p p p p 2 pi pr p p p p p p p p 2 4 p p p 2pp p p 2pp p 2 p p 4 p p 2 p2 4p2 2 2 222222 22 0 1 4 4 i r i r i r i r ir i r ir i ir r i irir r i ir r i r i p p p 3 20 2020 66 本讲内容 6 4 2吸声系数的测量 3 为了在驻波管中获得平面波 测量信号的波长一定要大于1 7倍的管径 所以驻波管有测试的上下限频率 即 式中 c0为声速 D驻波管径 L为驻波管长 垂直入射和无规入射吸声系数的关系表 D2L 1 84c0 c0 f 上限 f 下限 3 20 2020 67 本讲内容 6 4 2吸声系数的测量 4 3 20 2020 68 本讲内容 6 5吸声降噪设计 6 5 1吸声减噪量6 5 2吸声减噪设计 对于封闭的房间内 除了有由噪声源直接传来的直达声外 还有房间壁面 墙壁 天花板 底面等 的多次反射而形成的混响声 直达声和混响声两者叠加 使得室内声级提高 解决这一问题的有效方法就是采用吸声处理 即在房间壁面上铺设吸声材料或设置吸声结构 或在房间中悬挂空间吸声体 使得反射声波被吸收 减弱 从而达到吸声减噪的目的 因此 吸声处理只能降低房间的混响声 对直达声不起作用 吸声量 吸声系数与所使用材料面积的乘积 A m2 A S A Ai iSiii 3 20 2020 69 本讲内容 6 5 1吸声减噪量 房间内的声场可以看成是由直达声场与混响声场叠加而成 并将混响声场作为完全扩散声场 可得房间内总声场的声压级Lp为 房间常数R为 改变房间常数可改变室内某点的声压级 设R1 R2分别为室内设置吸声装置前后的房间常数 则距声源中心r处相应的声压级 Lp1 Lp2分别为 因而吸声降噪量为 R S 1 R S 1 R1 Q4 Lp1 10lg 2 4 r R2 Q4 L 10lg 4 r 2 p2 4 R1 L 10lg 2 Q 4 Q 4 r 4 r2R D L 2 p2 p1 L L 10lg Q4 C L 4 r2R pw 4 r2R Q 4 L L C 10lg pw p 3 20 2020 70 本讲内容 6 5 1吸声减噪量 当受声点离声源很近 即在混响半径以内的位置上 Q 4 r2远大于4 R时 D的值很小 即近声源处 吸声降噪的方法作用不大 如果Q 4 r2远小于4 R 且吸声处理前后的面积不变的条件 则上 式可简化为