声学测试室与环境

　　测试室是辅助进行声学测量的特殊环境。主要有两个目的：

　　创建声音功率与声压之间关系已知的环境。

　　为了降低或消除噪声干扰，其中包括环境噪声、辅助设备、机械设备、汽车、卡车、飞机和轨道交通和其他设备所带来的噪声等等。

　　声音功率测量需要如下的声学测试室和环境：

　　精确级别：消声室、半消声室和共响室

　　工程级别：半消声室和自由场室

　　调查级别：自由场室和自然环境

　　声音强度测量要求自由场室和自然环境。

　　声音质量测量要求自由场室和自然环境。

　　基本概念

　　声压等级随着距离声源的距离和方向而变化。部分变化是声源导致的，也可能是测试环境导致的。一个好的测试环境用户可以区分这些变化。

　　下图展示了声音场相关的五个领域：

　　近场：靠近声源附件的区域，声压在平均值附近波动。在近场范围内，距离声源不同位置的声波由于相位不同，通过干扰互相增强或削弱。因此，近场深度是声源几何形状、测量位置和声音波长的函数。

　　远场：远离声源的区域，声压随着距离增加逐渐减弱。在远场范围内，距离声源不同点的声波是同相位的。远场在近场结束的地方开始。

　　直接场：声音能量主要来源于声源直线传播而不通过反射的区域。

　　共响场：声音能量主要来源于声源通过反射(至少一次)的区域。在反射次数有限的统计限制下，共响场逐渐达到散射场的条件。

　　环境噪声区域：声音能量并非来源于声源而主要来源于与测试无关的区域。

　　高环境噪声测试室的声场

　　1. 消声室

　　消声室是高精度级别的声功率测试所需的，例如ANSI S12.35和ISO 3745。这样的测试室包含高透射损失的外部封套(通常用混凝土或模块化钢板构造)，它的天花板、地板和墙壁带有消声的内部楔子。通常为了可以在楔子上行走，还使用张力电缆地板。

　　消音楔子是设计用于对高于设计节制频率的所有频率，提供高于0.99的吸收系数。经过这样楔子的反射，强度将衰减20 dB或以上。消音楔子的长度通常是截止频率处波长的四分之一。例如，100 Hz截止频率的楔子通常约为36英寸长。高效消音楔子的设计和制造是非常复杂的任务，须由声学室设计者完成。

　　由于在消音室中缺少反射，室内为直接场。声压级别和声音功率等级之间的关系为简单的反平方传播法则：

　　其中LPi是第i个麦克风处的声压等级，LW是声音功率级别，r是从声源到接收点以米为单位的距离，DIi是声源在第i个麦克风方向的直接索引。

　　设计良好并经过良好构建的外壳对噪声的降低通常在数值上至少等于外壳组件的声音传播损失。因此第i个三分之一音高的内部声强等级为：

　　被测设备的每个麦克风位置的声强等级应该比背景声压等级高10 dB或更多。