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降噪系数

简介   

吸声系数,混响时间

降噪系数是在250、500、1000、2000Hz测得的赛宾吸声系数的平均值。 降噪系数 是在250、500、1000、2000Hz测得的赛宾吸声系数的平均值,算到小数点后两位,末位取0或5。主要用作吸声材料商业流通时的标称参数,其大小与材料本身的性质、材料的厚度以及材料的安装方法(背后有无空腔、空腔的深浅)等均有关系。 ...查看详情>>

降噪系数

简介   

吸声系数,混响时间

降噪系数是在250、500、1000、2000Hz测得的赛宾吸声系数的平均值。降噪系数是在250、500、1000、2000Hz测得的赛宾吸声系数的平均值,算到小数点后两位,末位取0或5。主要用作吸声材料商业流通时的标称参数,其大小与材料本身的性质、材料的厚度以及材料的安装方法(背后有无空腔、空腔的深浅)等均有关系。


1 范围


本标准规定了再混响室内测量用于处理墙壁或顶部等界面的声学材料的吸声系数,或诸如家具、人、空间吸声体等的吸声量的方法,该方法不适用于测量低阻尼共鸣器的吸声特性。测量结果可用于有关室内声学和噪声控制的数据比较急设计计算。


2 测量原理


分别测量在有和没有试件情况下混响室的平均混响时间。试件吸声量由这些混响时间数据用赛宾公式计算得出。

对于均匀颠覆表面的试件(平面吸声体或规定的物体排列),其吸声系数为试件吸声量与试件面积的比值。

如果试件由若干相同的物体组成,则单个物体的吸声量为总吸声量与物体数量的比值。


3 频率范围


测量应按1/3倍频程进行,其中心频率按GB/T 3240-1982规定如下:

此频率范围之外的附加测量可按中心频率符合GB/T 3240-1982规定的1/3倍频程进行。在低频段(低于100Hz),由于混响室的简正模式密度低,很难得到准确的测量结果。


4 测试安排


混响室和声场扩散,混响室容积,混响室容积不应小于150m3.新建混响室的容积建议不小于200 m3。容积超过500 m3的混响室可能由于空气吸收而不能准确测量出高频段的吸声。


混响室形状和声场扩散

混响室形状应满足式(1)条件:

式中:

为达到简正频率(特别在低频段)的均匀分布,房间任意两个边的尺寸不应呈小整数比。

混响室内逐渐衰变的声场应充分分布,房间任意两个边的尺寸不应呈小整数比。混响室内逐渐衰变的声场应充分扩散。未达到满意的扩散度,不论混响室形状如何,通常需要设置固定或悬挂的扩散体系或旋转扩散体。


吸声量


按8.1.2.1计算的空场混响室的1/3倍频程吸声量不应超过表1给出的数值。

如果混响室容积V不是200m3,则表1中给出的吸声数值应乘以(V/200)2/3.

空场混响室吸声量的频率特性图应为平滑的且没有明显的峰或谷的曲线,任何一个1/3被频程吸声量与其相邻的两个1/3被频程吸收量的平均值之间差别不应大于15%。


5 试件


平面吸声体


试件面积应为10m2~12m2,若果混响室容积V 大于200m3,则试件面积的上限应乘以(V/200)2/3.试件面积的选择取决于混响室容积和试件的吸声能力:房间容积越大,试件面积宜越大。对于吸声系数小的试件,宜选试件面积要求的上限。试件应做成宽度与长度之比为0.7~1的矩形,距房间任何边界宜不小于1m,但至少0.75m。试件边界宜不平行与距其最近的房间边界。如必要,较重的时间可沿墙壁垂直安装并直接落在地面上此时可不考虑试件距房间边界至少0.75m的要求。试件应按附录B中规定的某一种方式安装,除非制造商提供有关说明或使用者提出应用细节需要一个不同的安装方式。空场混响室混响时间的测量应在没有试件框架的情况下进行。


分立吸声体


分立物体应按实际应按实际应用中典型安装方式安装。比如,座椅或独立是屏风应落在地面上,但距房间任何其他边界不小于1m。空间吸声体安装在距房间任何边界。房间扩散体以及传声器均至少1m的地方。办公室屏风应按单个物体安装。时间应包含足够数量的单个物体,以提供可测的房间吸声量的改变量大于1 m3,但不超过12m3.如果混响室容积V大于200m3,则这两数值应乘以(V/200)2/3.。分立物体间距应至少2m,且随机地布置。如果试件只是一个物体,则至少要测三个位置,每个位置间距至少2m,并将测量结果予以平均。


温度和相对湿度


测量过程中温度和相对湿度的变换对测得的混响时间有很大影响,特别是在高频段和相对湿度较小时,对此GB/T 17247.1中有特定描述。空室和放试件后混响室内的测量宜在温度和相对湿度近乎相同的情况下进行,这样缘于空气吸收的调整就相差不大。不论如何,整个测量过程中混响室内相对湿度至少为30%,最大为90%,温度不低于15℃。所有测量都应按标准对空气吸收的变化进行修正。测试进行之前,让试件在混响室内达到温度及相对湿度条件的平衡。


6 混响时间测量


简介


本标准阐述了两种测量衰变曲线的方法:中断声源法和脉冲响应积分法。中断声源法测出的衰变曲线是一个统计过程的结果,为获取合适的可重复性数据,必须把某传声器/扬声器位置测得的数条衰变曲线数个混响时间进行平均。而房间的脉冲响应积分是一个确定函数,不会有统计偏差,所以不必平均。可是,脉冲响应积分法比中断声源法要求有更高级的仪器和数据处理功能。


传声器和传声器位置


测量用传声器应是全向传声器。应设不同传声器位置,位置间距至少1.5m,距声源至少2m,距房间任何表面和试件至少1m。不同传声器位置测得的衰变曲线不应以任何方式合并。


声源位置


混响室内声音应由全向辐射的声源发出。应设不同的声源位置,位置间距至少3m。


传声器和扬声器位置的数量


空间独立测量的衰变曲线至少为12条。因此,传声器位置与扬声器位置数的乘积至少为12,其中传声器位置数至少为3,声源位置数至少为2.允许同时使用两个或两个以上的声源,只要它们各个1/3倍频程声功率之差不超过3dB.如果两个或两个以上的声源同时发声激励,测空间独立测量的衰变曲线可以减少到6条。


中断声源法


房间声激励


使用扬声器作为声源,馈给扬声器的信号为具有连续频谱的宽带或带噪声信号。当使用宽带噪声信号和实时分析仪时,该噪声信号的频谱应是混响室内两个相邻的1/3倍频程声压级的差值不超过6dB.当使用窄带噪声信号时,其带宽应至少为1/3倍频程。


声激励时间应足够长,在停止之间应能在需测的所有频带里产生稳态的声压级。为此,声激励时间至少时混响时间预估值的一半。


激励信号的声压级在衰变之前应足够高,以使衰变曲线中取值范围下限处的声压级至少高于背景噪声声压级10dB.如果信号的带宽大于1/3倍频程,相邻频带的混响时间差别会影响衰变曲线中较低的部分。如果相邻频带的混响时间相差超过1.5倍,则应用1/3倍频程声源单独测量其中最短混响时间的频带的衰变曲线。


平均


在上述已经阐述,必须在某一传声器/扬声器位置测得的多个数据进行平均,以减少因统计偏差引起的测量不确定度。至少应有3个数据的平均。如果希望中断声源法的可重复性与脉冲响应应积分法的可重复性处于同一范围,则至少应有3个数据的平均。如果希望中断声源法的可重复性与脉冲响应积分法的可重复性处于同一范围,则至少应有10个数据的平均。有两种平均方法,第一种是用式(2)对某一传声器/扬声器位置记录下的衰变曲线进行平均。


这种方法一般称为“集体平均法”。

第二种平均方法适用于集合平均法不能应用的情况,先对单个衰变曲线进行混响时间取值,再将取得的混响时间值进行算术平均,在不同传声器/扬声器位置记录下的衰变曲线不应进行平均。

注:理论上,实验室测量中,对混响时间值进行平均能得到与集合平均法相似的结果。使用计算机控制仪器时,总是运用集合平均法。平均多个衰变得到的衰变曲线通常会比单个衰变曲线更加平滑,这样会更可靠地定位出衰变曲线中的取值范围。


脉冲响应积分法


直接方法


脉冲响应可用脉冲声源比如手枪射击、气球爆破、电火花或其他能产生足够频率宽度和能量的声源直接进行测量。


间接方法


可用一种特殊声信号,只需对传声器信号做特殊处理即可得到脉冲响应。这样会改善信噪比。比如声源频谱特性满足要求,就可使用扫频或伪随机噪声。由于信噪比的改善,声源的动态范围要求低。如果进行同步时间平均,则必须确认在整个测量过程中脉冲响应始终保持不变,声信号可由外置的硬软件或测量仪器的一个构成部分发出。


声信号带宽应大于1/3倍频程。待测1/3倍频程的频谱比较平直。另外,也可对宽度噪声频谱进行调整来提供从100Hz至5000Hz 1/3倍频程中心频率范围的近似粉红噪声频谱,用以同时测量出各个1/3倍频谱的混响时间。声信号应使各个频带的衰变曲线能满足对声压级的要求。


记录系统


记录系统应包含,传声器和放大器;能对记录的信号进行数字化处理,并能完成包括对脉冲响应进行积分和对衰变曲线进行取值等所有必要的数据处理的附加仪器。记录系统还会包括一些必要的硬软件,来处理由记录的信号得出的脉冲响应,以及产生测试信号。


脉冲响应应进行1/3倍频程滤波,滤波过程可在脉冲响应数值化之前或之后进行,但不管怎样读必须在积分过程之前。模拟滤波器或者数字滤波器都是可以使用的。;滤波器应符合GB/T 3241的规定。



脉冲响应的积分

对经滤波的脉冲响应进行反向积分。理论上其结果等效于通过中断声源法获取的无穷个衰变的平均结果。已有许多商用系统将反向积分过程集成化,使用者一般不必自己去计算积分。基本运算过程如下:

通过脉冲响应的平方进行反向积分得出各个频带的衰变曲线,在没有背景噪声的理想情况下:从脉冲响应的终点开始,值脉冲响应的起点,对脉冲相应的平方进行积分,这样,作为时间函数的衰变见使:

为使背景噪声对脉冲响应的后期影响减低到最小,运用下面方法来修正:

如果背景噪声声压级已知,则积分下限为下面两条线的及交点:一条是背景噪声水平线;一条是能代表脉冲响应平方衰变曲线的斜线。积分上限仍为脉冲响应的起点,通过(4)计算衰变曲线:


根据衰变曲线的混响时间取值


取值范围


第5章中规定的各个频带衰变曲线的取值应在低于其实声压级5dB的地方开始,取值范围应为20dB,其下限应比测量系统的整体的背景噪声至少高出10dB。


取值方法


当使用计算机控制的记录系统时,计算出整个取值范围的最小二乘法拟合直线是确定混响时间的一个便利的方法。运用其他算法也可得到类似的结果。当使用电平记录仪直接记录时,应手工画出尽可能靠近衰变曲线的一条直线,在对离散点取值的情况下,点的数量应足够多,以便运用最小二乘拟合法。


7 结果表达


计算方法


混响时间T1和T2的计算

混响室各个频带的混响时间由在该频带测得的所有混响时间的算术平均值表达。

空场混响室和有试件情况下分别测得的各个频带混响时间的平均值,T1和T2应保留小数点胡两位有效数字计算和表达。


A1、A2和Ar的计算

空场混响室的吸声量A1,应按下式计算:

式中:

V—空场混响容积,单位为立方米(m3);

c1—空场混响室条件下声音在空气中的传播速度,单位为米每秒(m/s);

T1—空场混响室的混响时间,单位为秒(s);

m 1—空场混响条件下的声腔衰减系数,单位没每米(m-1).根据测量过程中空场混响室空气调剂那按标准计算得出。计算公式应用的衰减系数α按下式计算:

注:温度在15℃到30℃范围内,c值可按公式c=331.5+0.6t计算,c为空气中声速,单位(m/s),t为空气温度,单位为摄氏度(℃)。


放试件后混响室的吸声量A2(单位:m2),应按式(6)计算:

单位没每米(m-1).根据测量过程中放试件后混响室空气条件按照GB/T 17247.1计算得出。m值可通过GB/T 17247.1中应用的衰减系数α按下式计算:

试件系数的计算

平面吸声体或规定的物体排列的吸声系数应按下式计算:

式中:

S—试件面积,单位为平方米(m2).


分立吸声体声量的计算

对于分立吸声体,通常用单个物体的吸声量来表示结果,应按式(9计算:

式中;

n —被测物体数量。

对于规定的物体排列,用吸声系数来表示结果。


8 精密度


概述,整个吸声测量的不确定受两方面因素的影响,第一是混响时间测量的不确定度,这种影响在应用中断声源法尤为突出。第二个引起不确定的因素是再现性的限制,这是由包括混响室和安装方法在内的整个测量过程的设置造成的。实验室设置引起的变化正在调查研究中。


9 混响时间测量的重复率


在20dB的衰变范围内取值的混响时的相对偏差可用使(10)估算:


10 结果表述


对于所有测量频带,应在测量报告中以表格和图形的方式给出下列结果:

a) 对于平面吸声体,吸声系数;

b)对于单个物体,单个物体吸声量。

c) 对于规定的物体排列,吸声系数。


11 测试报告


测试报告应参照本标准,并应包括以下内容:

测试单位名称;

测试日期;

试件描述、试件面积S、试件安装及在混响室内的位置,宜画图表示;

混响室形状、扩散处理设施以及传声器和声源的位置数;

混响室的尺寸,容积,及总表面积;

测量温度和相对湿度;

各个频带的平均混响时间;

测试结果规定格式形成报告。


三 降噪系数计算

计算250、500、1000和2000 Hz 4个频率带实用吸声系数的算术平均值为降噪系数。



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收起百科↑ 最近更新:2018年08月14日

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