吸声降噪原理和设计课件.ppt

1、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510dB。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。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

2、计补充 一些基本概念1.直达声场直达声场2.混响声场混响声场3.扩散声场扩散声场4.混响时间混响时间5.吸声性能评价吸声性能评价一些基本概念（1）1.直达声场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。从声源直接到达受声点的直达声形成的声场叫直达声场。达声场。2.混响声场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。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经过房间壁面一次或多次反射

3、后到达受声点的反射形成的声场叫混响声场。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。自由程。由于壁面的声学性质不均匀，房间形状不规则，室内人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。播规律依赖于房间的大小和房内各个表面的反射性质。3.扩散声场扩散声场扩散声场是指有声源的房间内，声能量密度处处相等，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

4、向传来的声波几率都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。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、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。场，是由两声场叠加形成。一些基本概念（2）4.混响时间混响时间当室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，室内

5、声能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，即声压级衰减密度衰减到原来的百万之一，即声压级衰减60dB所需要所需要的时间，称为混响时间，记作的时间，称为混响时间，记作T，单位为秒。计算公式为：，单位为秒。计算公式为：式中式中V-房间容积，房间容积，m3；A-室内总吸声量，室内总吸声量，m2，适用条件：室内声音频率低于适用条件：室内声音频率低于2000Hz，。5.吸声性能评价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吸声系数、吸声量、流阻等三个与频率

6、有关的物理量来评价。评价。SV161.0AV161.0T60SA2.0一些基本概念（3）一些基本概念图例一些基本概念图例一些基本概念图例一些基本概念图例一些基本概念一些基本概念图例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）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1.多孔材料的构造特征构造特征：构造特征：F材料的孔隙率要高，一般在材料的孔隙率要高，一般在70%以上，多数以上，多数达到达到90%左右；左右

7、；F孔隙应该尽可能细小，且均匀分布；孔隙应该尽可能细小，且均匀分布；F微孔应该是相互贯通，而不是封闭的；微孔应该是相互贯通，而不是封闭的；F微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔内部。微孔要向外敞开，使声波易于进入微孔内部。两个重要条件：两个重要条件：一是具有大量的、均匀的孔隙；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。二是孔之间要连通，表面向外敞开。2.吸声机理多孔吸声材料衰减声能有两个原因：多孔吸声材料衰减声能有两个原因：F一是粘滞阻力耗能一是粘滞阻力耗能当声波经过材料表面引起空隙内部空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气振动时，空气与固体经络间

8、产生相对运动。由于空气的粘滞性产生相应对运动。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；化成为热能，从而使声波能量衰减；F二是热交换耗能二是热交换耗能声波通过时发生空气绝热压缩升温，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与多孔材料的热交换和热传导也衰减声能。声能。吸声材料吸收的声能与入射的声能比值称为吸声系数。吸声材料吸收的声能与入射的声能比值称为吸声系数。表示无吸声作用；表示无吸声作用；表示完全吸收；表示完全吸收；一般一般01，越大，吸声性能越好。越大，吸声性能越好。通常当吸声系数通常当吸

9、声系数0.2时，材料才能被称为吸声材料。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。的材料就是理想的吸声材料。rEEEEEirii1013.吸声系数F吸声系数吸声系数的值与入射声波的频率有关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。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，常采用在工程中，常采用125、250、500、1000、2000、4000Hz六个倍频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(或结构或结构)的平的平均吸声系数。均吸声系数。F吸声系数吸声系数的值与声波的

10、入射角有关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。数不同。通常规定了三种不同的吸声系数。即：通常规定了三种不同的吸声系数。即：垂直入射吸声系数垂直入射吸声系数(驻波管驻波管法吸声系数法吸声系数)，用，用0表示。它多用于材料性质的鉴定与研究；表示。它多用于材料性质的鉴定与研究；斜入斜入射吸声系数射吸声系数(应用不多应用不多)；无规入射吸声系数无规入射吸声系数T(混响法吸声系数混响法吸声系数)。4.吸声特性4.吸声特性6.1.2 多孔吸声材料吸声性能的影响因素1.材料厚度的影响材料厚度的影响2.材

11、料容重的影响材料容重的影响3.吸声材料背后空腔的影响吸声材料背后空腔的影响4.流阻的影响流阻的影响5.护面层的影响护面层的影响1.材料厚度的影响材料厚度增加，低频吸声系数增加。材料厚度增加，低频吸声系数增加。一定的材料一定的材料,厚度增加一倍厚度增加一倍,频率特性曲频率特性曲线峰值向低频方向近似移动一个倍频程线峰值向低频方向近似移动一个倍频程.frd=const.(500Hz),d=(1/4)最佳最佳.在实际中在实际中,中高频噪声一般采用中高频噪声一般采用2050mm的厚度吸声板的厚度吸声板;对低频吸声要求较对低频吸声要求较高时高时,则采用则采用50100mm厚厚.2.材料容重的影响在厚度一定

12、的情况下，增大容重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，容重的选择是第二起的变化小，容重的选择是第二位的。位的。(材料的容重即材料的容重即单位体积的重量单位体积的重量)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，对声性能，相当于增加了多孔材料的厚度，更

13、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，吸声系波长时，吸声系数最大，为数最大，为1/2波长或其整数倍时，吸声系数最小。实际使用常波长或其整数倍时，吸声系数最小。实际使用常取腔深取腔深50100mm。3.吸声材料背后空腔的影响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。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，单位为料中的流速之比，定义为材料的

14、流阻，单位为Pas/m。单位厚度的流单位厚度的流阻称为材料的流阻率，单位为阻称为材料的流阻率，单位为Pas/m2。材料流阻低，低频吸声系数很低但中高频吸声系数高；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。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。护面层可采用穿孔护面板、金属丝网、塑料网纱、玻璃布、麻布、纱布等。采用穿孔护面板、金属丝网、塑料网纱、玻璃布、麻布、纱布等。护面网罩护面网罩:有塑料

15、纱网、金属丝网、钢板网等。穿孔率高，声质量和声阻忽略不有塑料纱网、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。计，有高温、耐腐蚀、高强度要求时用金属网，一般用塑料纱网。纤维布纤维布:有纱布、尼龙布、金属纤维布等。相对声阻率有纱布、尼龙布、金属纤维布等。相对声阻率0.1左右，相对声抗率可左右，相对声抗率可忽略。主要用于包扎易碎落吸声材料。忽略。主要用于包扎易碎落吸声材料。塑料薄膜：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。

16、适用于中低频吸声。的影响可忽略，对高频不利。适用于中低频吸声。穿孔板：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。穿孔率一般大于孔率一般大于20%。5.护面层的影响6.1.3 吸声材料的种类与特点1.无机纤维材料类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。特点：容重小、导热系数小、防火、防水、防潮。2.泡沫塑料类泡沫塑料类主要有：米波罗、氨基甲酸脂泡沫等。其特点：容重小、主要有：米波罗、氨基甲酸脂泡沫等

17、。其特点：容重小、导热系数小、质软，但易老化、耐火性差。导热系数小、质软，但易老化、耐火性差。3.有机纤维材料类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、主要有：棉、麻等植物纤维。其特点：成本低，但防火、防蛀、防潮差。防蛀、防潮差。4.吸声建筑材料类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：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。保温、防潮、耐蚀、耐冻、耐高温。常用吸声材料的使用情况主要种类常用材料实例使用情况纤维材料有机纤维材料动物纤维：毛毡价格昂贵，使用较少。植物纤维：麻绒、海草、椰子丝防火、防潮性能差，原料

18、来源广，便宜。无机纤维材料玻璃纤维：中粗棉、超细棉、玻璃棉毡吸声性能好，保温隔热，耐潮，但松散纤维易污染环境或 难以加工成制品。矿渣棉：散棉、矿棉毡吸声性能好，不燃、耐腐蚀，易断成碎末，污染环境施工扎手。纤维材料制品软质木纤维板、矿棉吸声砖、岩棉吸声板、玻璃吸声板、木丝板、甘蔗板等装配式加工，多用于室内吸声。常用吸声材料的使用情况主要种类常用材料实例使用情况颗粒材料砌块矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖多用于砌筑界面较大的消声装置。板材珍珠岩吸声装饰板质轻、不燃、保温、隔热。泡沫材料泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料、尿醛泡沫塑料吸声性能不稳定，吸声系数使用前需实测其他吸声型泡沫玻璃强度高、防水、不

19、燃、耐腐蚀加气混凝土微孔不贯通，使用少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耗声能，用孔后的腔深来控制吸声峰值的共振频率。频率。1.单个共振器单个共振器2.穿孔板组合共振器穿孔板组合共振器3.板后加吸声材料的组合结构板后加吸声材料的组合结构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。单孔共振吸声结构也称亥姆霍兹共振器，如图

20、。这种结构的腔体中空气具有弹性，相当于弹簧；孔颈中空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。个质量一弹簧共振系统。单个共振腔的合成声阻抗：单个共振腔的合成声阻抗：单个共振腔的共振频率为：单个共振腔的共振频率为：式中式中S为孔颈开口面积，为孔颈开口面积，m2；c为声速，一般取为声速，一般取340m/s；V为空腔容积，为空腔容积，m3；Lk为小孔有效颈长，为小孔有效颈长，m。若小孔为圆。若小孔为圆形：形：，其中，其中t为颈的实际长度（即板厚度），为颈的实际长度（即板厚

21、度），m；d为孔颈口的直径，为孔颈口的直径，m。1.单个共振器（2）krVLScf2)1(aaaaCMjRZdldtLk8.041.单个共振器（3）从共振频率计算式可知：从共振频率计算式可知：共振频率共振频率fr与孔颈与孔颈d大小和空腔体体积大小和空腔体体积V有关，与小孔及有关，与小孔及腔的形状无关；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，吸声频带很窄波有较好的吸收，吸声频带很窄(即频率选择强即频率选择强)，适用于，适用于有明显音调的低频噪声场合。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

22、孔材料，或加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。阻力，增宽吸声频带。穿孔板共振吸声结构是在板材上，以一定的孔径和穿孔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。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：穿孔板共振吸声结构的共振频率是：式中式中 c0声速，声速，ms；D空腔厚空腔厚度，度，m

23、；Lk孔颈有效长度，孔颈有效长度，m。pm为穿孔率为穿孔率 。工程上常用板厚工程上常用板厚110mm，孔，孔径径215mm,穿孔率穿孔率0.515，空气层厚空气层厚50250mm。DLpcfkmr200/Snspm2.穿孔板组合共振器穿孔率的计算穿孔率的计算圆孔，正方形排列圆孔，正方形排列圆孔，三角形排列圆孔，三角形排列狭缝，平行排列狭缝，平行排列穿孔率（穿孔率（pm），即穿孔总面积与板的总），即穿孔总面积与板的总面积的比值。面积的比值。2.穿孔板组合共振器24Bdpm232BdpmBdpmdBdBdB3.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，由于空腔的声当穿孔板结构的空

24、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：率将起明显变化。此时共振频率为：其中：其中：；通常情况下，共振腔内加吸声材料后，吸声频率向低频通常情况下，共振腔内加吸声材料后，吸声频率向低频移动。移动。02DLpcfkmrDnpdntLmk)3/(2/)1(0rDD 0/n3.板后加吸声材料的组合结构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时的吸声系数共振吸声结构的吸声系数共振吸声结构的吸声系数为：为：其中其中rp为反射系数，为反射系数，r为声为声阻，

25、阻，x为声抗。为声抗。共振时声抗共振时声抗x=0，吸声系数，吸声系数为极大值为极大值r：rr曲线如图。曲线如图。0222)1(41xrrrp2)1(4rrr6.2.2 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宽度共振吸声频带带宽共振吸声频带带宽f为：为：吸声系数高于吸声系数高于0.5的频带宽度的频带宽度f可由下式可由下式 计算：计算：式中式中是与共振频率是与共振频率fr相对应的波长；相对应的波长；D为空腔深（板后为空腔深（板后的空气层厚度）。的空气层厚度）。由上式可知，穿孔板共振吸声结构的由上式可知，穿孔板共振吸声结构的f与腔深与腔深D有很大的有很大的关系，而腔深又

26、影响共振频率的大小，故需合理选择腔关系，而腔深又影响共振频率的大小，故需合理选择腔深。深。rfQfff)/1(12)1(2/rDrQrfDf)/(46.2.3 微穿孔板共振吸声结构将厚度将厚度1mm孔径小于孔径小于1mm的金属薄板，固定在刚性壁面的金属薄板，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。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。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。了吸声系数，增宽了吸声频带宽度。

27、垂直入射时，吸声系数、共振频率及频带宽度见下式：垂直入射时，吸声系数、共振频率及频带宽度见下式：2002)/3/()1(4DccDmrrr2/100321cDcDmfrrfQfff)/1(12)1(2/0DfrcQr6.3 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。板后空腔中的

28、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。方案结构。6.3.1 阻抗复合吸声结构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各种几何体(如平板状、

29、球体、圆锥体、圆柱体、棱形体、如平板状、球体、圆锥体、圆柱体、棱形体、正方体等正方体等)，把它们悬挂在空中，此时吸声材料各个侧面，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。为空间吸声体。空间吸声体是由框架、吸声材料空间吸声体是由框架、吸声材料(常用多孔材料常用多孔材料)和护面结和护面结构制戊的。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与悬挂平面投影面积的比值约等于40，或占室内总表，或占室内总表面积的面积的15左右

30、，对声音的吸声效率最高。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，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。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。该法节省吸声材料，对工厂、企业吸声降噪比较适用。6.3.2 空间吸声体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，可以的结构如图所示。吸声尖劈具有很高的吸声系数，可以达到达到 0.99，常用于有特殊用途的声学结构的构造。，常用于有特殊用

31、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吸声尖劈的吸声性能与吸声尖劈的总长度L=L1+L2和和L1/L2以及空腔的深度以及空腔的深度H、填充的吸声材料的吸声特性等、填充的吸声材料的吸声特性等都有关系，都有关系，L越长，其低频吸声性能越好。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。以修正。6.3.3 吸声劈尖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薄塑盒式吸声体

32、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。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，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。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

33、多腔结构。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。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。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。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。展前途的吸声结构。6.3.4薄塑盒式吸声体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（一般取两层两层)穿

34、孔板结构，能使吸声频带增宽，提高穿孔板结构，能使吸声频带增宽，提高23个倍频程。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，一般控制在控制在200300mm以内；如果主要吸收高频声波，则视具体以内；如果主要吸收高频声波，则视具体情况，空腔可以减小到情况，空腔可以减小到100mm以内甚至更小。以内甚至更小。几种材料结构的吸声特性6.4 吸声系数的测量6.4.1 有关噪声测量简介6.4.2 吸声系数的测量1.测量仪器测量仪

35、器2.测量方法测量方法1.混响室法混响室法2.驻波管法驻波管法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、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。磁带记录仪、实时分析仪。(1)声级计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，声级计来测量

36、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。还可以用于振动的测量。声级计的分类：声级计的分类：声级计按照精度可以分成声级计按照精度可以分成4种基本类型，即种基本类型，即0、型。在环境型。在环境噪声测量中，主要使用噪声测量中，主要使用型（精密型，基本误差为型（精密型，基本误差为0.7dB）和）和型型（普通级，基本误差为（普通级，基本误差为1.5dB）；按特殊用途分类：可分为）；按特殊用途分类：可分为脉冲、脉冲、积分、噪声统计分析仪、噪声剂量计、噪声采集器积分、噪声统计分析仪、噪声剂量计、噪声采集器等；按外表形状分等；按外表形状分为为台式、便携式、袖珍式台式、便携式

37、、袖珍式等多种形式。等多种形式。1.测量仪器（2）1.测量仪器（3）声级计的构造和工作原理：声级计的构造和工作原理：声级计一般由声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示器传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示器等组成。等组成。传声器：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场中会引起声波的散射作用，特别会使高频段的频率响

38、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。采用扩散场或压强传声器。放大器：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。

39、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：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。入衰减器、输出衰减器。滤波器：滤波器：它包括计权网络和滤波器。有它包括计权网络和滤波器。有A、B、C、D计权网络滤波器，计权网络滤波器，1/1倍频程滤波器和倍频程滤波器和1/3 倍频程滤波器。倍频程滤波器。1.测量仪器（4）声级计的主要附件声级计的主要附件：有防风罩有防风罩(避免风的影响避免风的影响)、鼻形锥、鼻形锥(降低气流扰动的影响降低气流扰动的影响)、延长、延长电缆。电缆。声级计的校准：声

40、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。塞发生器、声级校准器进行校准。1.测量仪器（5）(2)频谱分析仪和滤波器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

41、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，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它的作用是让频率在f1和和f2间的所有信号通过，且不影响信号的幅值间的所有信号通过，且不影响信号的幅值相位，同时，阻止频率在相位，同时，阻止频率在f1以下和以下和f2以上的任何信号通过。以上的任何信号通过。(3)磁带记录仪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。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

42、时分析仪实现快速实时分析的仪器。实现快速实时分析的仪器。1.测量仪器（6）2.测量方法（1）(1)环境噪声测量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。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，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，每次每点以网格中心为测点，分昼夜进行测量，每次每点10分钟分钟连续等效声级测量，连续等效声级测量，24小时平均，得到该区域的噪声

43、状小时平均，得到该区域的噪声状况。况。定点测量法是在规定的区域内，优选能够代表该区域噪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，进行声水平的测点，进行24小时定点监测，测量每小时的等小时定点监测，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效声级，将其按时间排列，得该区域噪声的时间分布规律。律。2.测量方法（2）(2)交通噪声测量交通噪声测量测点的选择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。此处处。此处距两交叉路口应大于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。交通

44、干线是指机动车辆每小时流量不小于于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。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。测量方法测量方法测量时，使用声级计测量时，使用声级计“慢慢”档，传声器置于测点上方距地面高度为档，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，垂直指向马路。在规定的时间内每隔5S读取一瞬时读取一瞬时A声级，声级，连续读取连续读取200个数据，同时记录车流量（辆个数据，同时记录车流量（辆/h）。）。评价方法评价方法测量结果可参照有关规定绘制交通噪声污染图，并以各交通干线的测量结果可参照有关规定绘制交通噪声污染图，并以

45、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。市的交通噪声水平，并用以用城市间交通噪声的比较。2.测量方法（3）(3)机械噪声测量机械噪声测量测点的选择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，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。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。对于的包络线上。对于机器外形尺寸小于机

46、器外形尺寸小于1m的的d取取500mm，对于外形尺寸大于，对于外形尺寸大于1m的的d取取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测。当相邻两点测得声级差在5dB以上时，必须在这两点间增以上时，必须在这两点间增加测点。加测点。2.测量方法（4）测量方法测量方法测量时，传声器应置于测点上方距地面高度为测量时，传声器应置于测点上方距地面高度为1.21.5m处，正处，正对机器。为减小周围声反

47、射的影响，被测机器外形轮廓至主要对机器。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反射面(如墙壁如墙壁)之间的距离不得小于之间的距离不得小于2m，机器周围不得有障碍，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。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测量前应校准声级计，在机器未启动或停止运转后测量

48、背景噪声。正常测量应在机器运转平稳后进行。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。小其它噪声的影响。2.测量方法（5）评价方法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。读数，即该机器的噪声声压级。2.测量方法（6）2.测量方法（7）6.4.2 吸声系数的测量（1）1.

49、混响室法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料的混响时间T1、T2，就可求得无规入射吸声系数。，就可求得无规入射吸声系数。式中，式中，S1为混响室内表面总面积；为混响室内表面总面积；S2为测量面积；为测量面积；1为混响室为混响室放置吸声材料前的平均吸声系数；放置吸声材料前的平均吸声系数；r为

50、材料的吸声系数。为材料的吸声系数。111161.0TSV112211161.0TTSVr6.4.2 吸声系数的测量（2）2140nn2.驻波管法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。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。生驻波，波腹处的声压为极