消声室:定义、应用和声学标准

什么是消声室?

消声室是一个“没有回声的房间”,其中声波被覆盖所有内表面的高度专业化的楔形泡沫或玻璃纤维板完全吸收

主要有两种类型:

  • 全消声室:所有六个表面(墙壁、地板、天花板)都是吸声的。
  • 半消声室:五个表面是吸声的;地板保持反射性以支撑机械设备或人员存在。

这些环境在实验室中广泛用于声学测量麦克风校准和噪声源的声功率级测定

消声室如何工作?

消声室通过以下方式实现静音:

  • 吸声材料:玻璃纤维或泡沫楔子耗散声能。
  • 隔离结构:房间建在减振器上,以防止外部噪音侵入。
  • 几何形状:楔形防止驻波并最大化吸收。

结果是创建一个自由场环境,声音从声源球形传播而无干扰——理想用于测量直接声辐射

消声室的用途

消声室对于需要高度受控、无反射声学环境的应用至关重要。它们特别用于:

  • 根据ISO 3745进行高精度声功率测量
  • 电声设备校准,如麦克风和剂量计
  • 助听器和耳机测试,其中自由场条件至关重要,
  • 扬声器和音频系统特性分析,确保准确的指向性和频率响应,
  • 当配备为射频消声室时,用于电磁兼容性(EMC)和射频测试
  • 心理声学和感知研究,其中消除声反射至关重要。

虽然并非总是强制要求,但消声室提供了最高的准确度可重复性,并且当反射或环境噪音可能影响结果时是不可或缺的。相比之下,在混响或半反射环境中的测量具有更大的不确定性,可能需要修正因子或替代测试标准,如ISO 3744或ISO 3746。

鉴定与标准:ISO 3745 和 ISO 26101

ISO 3745:2012 要点

  • 提供了使用声压测量声功率级精密方法(1级)。
  • 要求从100 Hz 到 10 kHz的自由场条件。
  • 规定了背景噪音要求(例如,在临界频带中低于声源级10 dB)。
  • 定义了球形或半球形测量表面、麦克风阵列和测量不确定度。

ISO 26101:2012 增强内容

  • 引入了用于消声室鉴定的详细程序
  • 要求声源更严格的稳定性(±0.2 dB)。
  • 允许测试声源定位的更大灵活性(居中或基于使用情况)。

更详细的扫描路径和容差限值,尤其是在低频。

消声室中的混响时间

混响时间(RT60),即声音衰减60 dB所需的时间,是一个常见的室内声学参数。在消声室中,RT60值通常低于0.1秒,具体取决于频率。在斯普利特大学消声室进行的测量确认了符合ISO 3382,显示出在倍频程频带上非常低的混响时间

消声室与混响室对比

特性消声室混响室
声音反射最小化(吸声)最大化(反射)
声场自由场扩散场
应用设备校准,自由场测试吸声系数测试
ISO标准ISO 3745ISO 354

在选择正确的测试环境时,理解这种差异至关重要。

地球上最安静的房间

目前最安静的消声室记录属于位于美国雷德蒙德的微软设施,其环境噪音水平测量为-20.3 dBA。作为比较,0 dBA是人耳的听阈。在这样的房间里,人们可以听到自己的心跳、关节活动,甚至血液循环声。

一个人能在消声室中待多久?

虽然消声室并不危险,但极端的寂静可能令人精神不安。在典型环境中,声音提供了空间定向感。没有声音,许多人会经历迷失方向失去平衡听觉幻觉。大多数志愿者在请求退出之前只能坚持不到45分钟

这些效应使此类房间成为心理声学研究的理想场所,但也突显了它们在用于人体实验时的复杂性。

总结

消声室不仅仅是“安静的房间”——它们是建筑形式的精密仪器。它们重现自由场条件的能力使得能够进行精确、可重复的测量,这对于产品开发、符合国际标准以及高级声学研究至关重要。

声学仪器制造商通常使用消声室来验证设备性能、进行麦克风校准,并确保在设计阶段符合ISO标准。SVANTEK的内部消声室被广泛用于测试和开发声音与振动测量仪器,为精确的声学分析提供受控条件。该设施是公司研发和校准流程不可或缺的一部分,确保每件产品都满足最高的技术和质量要求。

svantek消声室

 

关键要点

  1. 消声室通过消除声音反射和外部噪音来模拟自由场声学环境,使其对于精确的声学测量至关重要。
  2. ISO 3745:2012ISO 26101定义了用于精密测试的消声室和半消声室的鉴定标准和性能要求。
  3. 此类房间对于声功率级测量麦克风校准电声设备测试至关重要,尤其是在符合国际标准方面。
  4. 最安静的消声室,如微软的-20.3 dBA设施,达到了人耳听阈以下,展示了对背景噪音的极端控制能力。
  5. 虽然非常有用,但消声室由于缺乏反射声可能对人产生心理影响,通常将人体暴露时间限制在一小时以内。
  6. SVANTEK使用其自身的消声室来测试、开发和校准高精度仪器,确保符合ISO标准并具有卓越的产品质量。

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