吸聲原理及吸聲量

聲學(xué)環(huán)境的問(wèn)題，我們可以用聲學(xué)材料來(lái)解決，下面諾聲小編就從專業(yè)的角度和大家來(lái)談?wù)劼晫W(xué)和聲學(xué)材料：

一、吸聲原理

吸聲或聲吸收：聲波通過(guò)介質(zhì)或入射到介質(zhì)分界面上時(shí)聲能的減少過(guò)程。

當(dāng)介質(zhì)為空氣，聲波在空氣中傳播時(shí)，由于空氣質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦作用，聲能轉(zhuǎn)化為熱能的損耗所引起的聲波隨傳播距離增加而逐漸衰減的現(xiàn)象，稱為空氣吸收。

當(dāng)介質(zhì)分界面為材料表面時(shí)，部分聲能被吸收，可稱為材料吸聲。比如：吸音墻、隔音墻材料的吸聲是由于黏滯性、熱傳導(dǎo)性和分子吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/p>

首先是黏滯性和內(nèi)摩擦的作用，由于聲波傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度各處不同，存在著速度梯度，使相鄰質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生相互作用的黏滯力或內(nèi)摩擦力，對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，從而使聲能不斷轉(zhuǎn)化為熱能。

其次是熱傳導(dǎo)效應(yīng)，由于聲波傳播時(shí)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)疏密程度各處不同，因此介質(zhì)溫度也各處不同，存在溫度梯度，從而相鄰質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生了熱量傳遞，使聲能不斷轉(zhuǎn)化為熱能。按吸聲機(jī)理的不同：吸聲體可分為多孔性吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)。其中多孔性材料在工程中應(yīng)用最廣泛。

多孔材料包括纖維類、泡沫類和顆粒類。

以纖維類材料為例，最常見(jiàn)的有離心玻璃棉、礦渣棉、化纖棉、木絲板等；

泡沫類材料以泡沫塑料、海棉乳膠、泡沫橡膠等居多；

顆粒類材料則以膨脹珍珠巖、多孔陶土磚、蛭石混凝土等居多。

共振吸聲結(jié)構(gòu)可以分為薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)，薄板穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)等。

從材料和共振結(jié)構(gòu)的吸聲性能來(lái)講，多孔材料以吸收中高頻噪聲聲能為主，共振吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)低頻有吸聲峰值。利用隔音墻材料、吸聲材料吸收聲能，降低室內(nèi)噪聲，是噪聲控制工程中的措施之一。人們?cè)谑覂?nèi)所接收到的噪聲，包括聲源直接通過(guò)空氣傳來(lái)的直達(dá)聲以及室內(nèi)各壁面反射回來(lái)的混響聲。在車間里聽(tīng)到的機(jī)器噪聲，遠(yuǎn)比安裝在室外的機(jī)器噪聲高，主要是由于車間內(nèi)存在混響聲。許多工程實(shí)踐證明，一般車間采取吸聲降噪措施，可取得5~8dB的降噪量，如果車間原來(lái)吸性能很差，吸音板貼圖布置合理，甚至可降低噪聲8~12dB。

二、吸聲量

吸聲系數(shù)可衡量材料吸聲性能的大小，

－被吸收的聲能；

－透射聲能；

－入射聲能；

－反射聲能。

吸聲系數(shù)越大，材料的吸聲效果越好。吸聲系數(shù)的大小與聲波入射角度有關(guān)，因此在吸聲系數(shù)的測(cè)量中有垂直入射吸聲系數(shù)、無(wú)規(guī)律入射吸聲系數(shù)或斜入射吸聲系數(shù)的區(qū)別。

另外，所有材料的吸聲系數(shù)在不同的頻率是不同的，為了完整表征材料的吸聲性能，常常給出不同頻率的吸聲系數(shù)。對(duì)材料的吸聲性能，較為簡(jiǎn)單的單值評(píng)價(jià)處理方法是采用各頻率吸聲系數(shù)的平均值，如平均吸聲系數(shù)、降噪系數(shù)等，但單值評(píng)價(jià)處理方法不能對(duì)不同材料的吸聲頻率特性進(jìn)行比較。

1.無(wú)規(guī)律入射吸聲系數(shù)

當(dāng)聲波從各個(gè)方向以相同的概率無(wú)規(guī)律入射時(shí)測(cè)定的吸聲系數(shù)為無(wú)規(guī)律入射吸聲系數(shù)，在混響室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量條件較接近于材料的實(shí)際使用條件，故常作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。

2.垂直入射吸聲系數(shù)

當(dāng)聲波是以材料表面法線方向垂直入射時(shí)，測(cè)定的吸聲系數(shù)為垂直入射吸聲系數(shù)，通常在駐波管中進(jìn)行測(cè)量，用于材料吸聲性能的研究分析、比較和產(chǎn)品的質(zhì)量控制。其數(shù)值通常低于無(wú)規(guī)律入射吸聲系數(shù)。

3.平均吸聲系數(shù)

材料平均吸聲系數(shù)是不同頻率吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值。

4.降噪系數(shù)

降噪系數(shù)是250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz測(cè)出的吸聲系數(shù)的算術(shù)平均值。