聲學大觀園：全球各種酷炫消聲室分享
2020-10-13 湖北雲沛科技有限公司
消聲室的主要功能是為聲學測試提供一個自由場空間或半自由場空間。自由場是指聲波在無限大空間裡傳播時，不存在任何反射體和反射面。聲波在自由場或半自由場空間裡傳播有特定的物理定義，包括：
自由聲場要求聲場中只有直達聲而沒有反射聲。實際上，只能做到反射聲儘可能小，和直達聲相比可以忽略不計就可以了。獲得自由聲場的方法很多，例如，室外的空曠場所，就是近似自由聲場。使用這種近似自由聲場的缺點是測量工作要受氣候的影響。因此，一般都需要在房間內創造出具有自由聲場特點的實驗室，即消聲室。
消聲室分全消聲室和半消聲室二種類型。房間的六個面全鋪設吸聲層的稱為全消聲室，一般簡稱消聲室。凡要求測量誤差比較小，如要求在dB以內，或者有測量聲源的方向特性等要求的，一般都設計全消聲室。房間的六個面中只在五個面或四個面鋪吸聲層的，稱為半消聲室。當被測噪聲的機器很笨重，難以在全消聲室中安放，而測量誤差允許較大時，就設計半消聲室來完成其測試工作。
消聲室性能由二項重要指標來描述：本底噪聲和截止頻率。根據國標GB6882－1986《聲學噪聲源聲功率級的測定消聲室和半消聲室精密法》，在測試頻率範圍內，背景噪聲的聲壓級至少比被測聲源的聲壓級低6dB，最好低12dB。消聲室是要在室內模擬自由場或半自由場空間，所以要求牆面吸聲係數為99%以上。半自由場地面的反射係數為95%以上。設計一種能做到全頻帶（20 Hz – 20000 Hz）的100%吸聲體，是不可能的。因為通用的材料對高頻聲波很容易被吸收，而低頻吸收則和材料的厚度有關。截止頻率是指在此頻率以上，牆面的吸聲系統能保證99%的吸聲係數。
為了消除室內的反射聲，消聲室內除了沒有障礙物外，室內各面（牆壁、天花板、地面）上都鋪設高效能的吸聲材料或吸聲結構，使入射於界面上的聲波，在一定頻率範圍內幾乎完全被吸收。為了消除外界的幹擾，消聲室必須有良好的隔聲和隔振性能。這些是消聲室的基本要求。
消聲室最早出現在本世紀30年代，最初的吸聲結構為多層吸聲材料。有的與壁面平行地懸掛，並與壁面相隔一定距離，有的與壁面垂直地懸掛。1940年，梅耶等人首先提出並採用了逐漸過渡形式的稜錐形吸聲體。這是吸聲結構設計上的重大革新。此後，凡是高質量消聲室的吸聲體設計，從稜錐體到圓錐體直到尖劈體，都是基於逐漸過渡的原理。以後的改進，主要在於吸聲體底部與壁面間留有一定空間，使產生適宜的共振，以改進低頻吸聲特性。目前採用尖劈體作為吸聲體的居多數。實際工程中的（半）自由場空間是指對截止頻率以上的聲波，消聲室內為（半）自由場空間，截止頻率越低，尖劈的長度要求就越大。一般而言，尖劈的長度適用於1/4波長。
吸聲體的材料很多，如棉、麻、毛等纖維以及石棉、礦渣棉、玻璃纖維、超細玻璃纖維以及泡沫塑料和人造纖維等。另外，在吸聲材料中摻入石墨粉或鋼棉以吸收釐米波或分米波，消聲室即可作為電磁波的無反射室。
近年來，隨著大量聲學測量工作的增加，出現了造價低、施工簡單，而測試誤差允許稍大的簡易消聲室，有的則是一個面或兩個相鄰面是反射面的半消聲室，這些消聲室的吸聲體有的採用膠合玻璃棉或泡沫塑料的邊角料，做成不十分整齊的階梯形或寶塔形，也有重新採用多層布幕的結構，這就滿足了一般機器噪聲功率測試的需要。
鑑定消聲室內的聲場是否是自由聲場，主要是通過觀察它與理想自由聲場接近的程度來決定。一般用聲壓與點聲源距離成反比的定律來檢驗，允許偏差約為±0.5dB。
在消聲室空間裡，沒有人會聽到你的尖叫，因為它們用錐形的牆壁消除了回聲。消聲室的原理就是，牆壁的吸聲係數接近完全吸聲。以下是多款全球很酷炫的消聲室，看看人們改造自然現象的能力多強悍。
世界上最大消聲室
這個消聲室是地球上最大的，除了可吸收聲音的材料，牆上還布滿了可吸收輻射的材料，防止無線信號等對儀器的雜音幹擾。
AFJ International RF消聲室
FRANKONIA製造的這間消聲室用於軍事實驗中的輻射與免疫測試。
歐洲航空衛星消聲室
這間消聲室是真空，但不像電影裡的道具那樣，而是用在人造衛星上進行聲音測試的空間。
美國加州的收發裝置消聲室
繞月軌道的偵測消聲室
它用於測試月球軌道的實驗室，讓軌道上運行的衛星等設施在測試過程中消聲匿跡。
「空中懸人」的NMJ 消聲室
如果人站在這間消聲室的網孔地板上，能夠懸在中央位置，神奇。
聽覺定位消聲球
聲音環繞視聽室
這間消聲室用來視聽由很多圓柱形音響排列成的聲音環繞效果。
FG Wilson 半消聲室
這是FG Wilson 公司的半消聲室側面圖，它用來測試發電裝置的聲音系統。
RCS/Radome消聲室
這個名為RCS/Radome的消聲室製造特殊環境來測試雷達在航行器進行的"詭秘"行動中的反應特徵。
SAM 電話測試
用於電話手機的聲音測試。
無線電頻率消聲室
這個乳酪式牆板和平板混合而成的空間創造了一個無聲環境，就像一個迷你的哥德式大教堂。
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