声学测量第7章 室内声场测量
第七章吸声和室内声场
（1）护面网罩 塑料纱网、金属丝网、钢板网等是常用的护面网罩，
这种护面层的穿孔率很高，它的声质量和声阻可以忽 略不计。在需要耐高温、耐侵蚀或需要具有较高机械 强度的场合下，一般用金属网。在常温并需要有一般 机械强度的场合下，一般用塑料纱网。
第七章吸声和室内声场
(2)纤维布
玻璃纤维布是常用的护面织物，其他如纱布、尼龙布、 金属纤维布等细密织物也可采用。这种护面层本身是 一种低流阻声学元件，其相对声阻率为0.1左右，而相 对声抗率一般可以忽略不计。在超细玻璃棉、矿渣棉 等硫松的吸声材料表面包覆一层纤维布时的影响并不 大，即使在纤维布上喷上一层漆也不会产生明显的影 响。如果需要涂料保护护面层，以采用水性涂料喷涂 为好，油漆涂刷易使透声孔大部分封闭，导致相应的 声阻增加过多，而使材料层的吸声效果降低。
多孔材料内部具有无数细微孔隙，孔隙间彼此贯通，且 通过表面与外界相通，当声波入射到材料表面时，一部 分在材料表面上反射，一部分则透入到材料内部向前传 播。在传播过程中，引起孔隙中的空气运动，与形成孔 壁的固体筋络发生摩擦，由于粘滞性和热传导效应，将 声能转变为热能而耗散掉。声波在刚性壁面反射后，经 过材料回到其表面时，一部分声波透回空气中，一部分 又反射回材料内部，声波的这种反复传播过程，就是能 量不断转换耗散的过程，如此反复，直到平衡，这样， 材料就“吸收”了部分声能。
第七章吸声和室内声场
➢ 空间吸声体的构造如图5— 11，它是由框架、吸声材料 和护面结构组成，在框架四 角设有吊环，可供吊装(平 挂或垂挂)，因吸声体对高 频声的吸收其效果是随着空 间吸声体的尺寸的减小而增 加；对于低频声的吸收，则 随着空间吸声体的尺寸的加 大而升高；同时考虑运输和 吊挂方便，吸声体的尺寸不 宜过大和过小。常用的规格 有lm×lm，还有2m×1m， 2m×1.5m等几第七种章吸声。和室内声场
第7章1室内声学测量
第7章 室内声学测量
(3) 除清晰度要求外，还要有适当的混响及有益的反射声。 有适当的混响及有益的反射声才能达到合适的声音丰满度，这
主要是音乐的要求。
(4) 要求在厅堂内各处听到的声音强弱基本一致，即声场分
布均匀。厅堂体型应避免回声、 聚焦等声缺陷。
(5) 无明显的噪声干扰。室内产生和室外侵入的连续噪声对
第7章 室内声学测量
5. 噪声 室内噪声对语言有掩蔽作用。 虽然人能听清比噪声级低的 声音， 但毕竟十分费力。图7-2列出了（针对英语进行的测试） 房间的音节清晰度、 语言声级和本底噪声三者之间的关系。 由 图可知， 本底噪声为0 dB时，语言声压级达到40 dB就能达到 80%的音节清晰度；而当噪声级升至43 dB时，同一语言声级的 音节清晰度将下降到17%，如使音节清晰度回升到93%，则需 将语言声级提高70 dB。一般要求室内噪声级比语言声级低15～
1．10 0．45 0．30 900 1.7
1．00 0．45 0．30 1．65
0．90 0．45 0．30 1.5
0．90 0．45 0．30 1．4
0．90 0．45 0．30 1．25
0．90 0．45 0。30 L 2 满场
50 20 4870
பைடு நூலகம்
5276 4376 25 600
626 864 3406
的，而在该频段，大厅全场声压级不均匀度希望不超过8 dB。
如果不满足此要求，则应予以调整。
第7章 室内声学测量
3. 频率响应 厅堂频率响应除取决于放声系统的频率响应外， 还与大 厅声学特性有关。厅堂频率响应指厅堂某一位置上声压级与频 率的关系，它也与厅堂音质好坏有联系。
大量试验证明，厅堂频率响应的不均匀度在±3～±4 dB
室内声场声学特性及其测量
Ｎ ． ， ０ ７Ａ ｃ ｍｕａｅ ｏ １ ｏ ２ ０ ｃ ｌ ｄＮ ３ ｕ ｔ
维普资讯
及 其 测 量
中国演艺设备技 术协会 崔广 中
【 摘
要】 从建 筑声学参数、音质 参数、声 系统特性及语 言清晰度参 数四个 方面介 绍室内声 场的声 学特性 ，给
一
演员或乐队 ）的声 接影 响到扩声 系统 的总噪声级 ， 而总 噪 直没 亭 止过 。 一个 音质良好的室内 了使舞台上的声源 （
声场所应具有的声学特征基本是 ：
（ ）足够的声压级 １
能能够充分地向观众席扩散 ， 加之侧墙 声级 又是扩声 系统动态范围的下限 ， 为
和吊顶的不 同角度的反射面 ， 使声场达 此 ， 它决定着观众所 能接 收到的节目动
２ 室 内声场声 学特性
对 室内声场声学特性的描述大致分
这是 室内 建筑 声学 的主要 指标之 为 ： 建筑声学参数 、音质参数 、声系统
２ ４ Ｊ
Ｌ 。。’ 。。 ‘。。。 。’。 。。。 。 。。 ’。 。。。。 。。’ ‘。 ‘‘。一
维普资讯
０ 的混响时间 ， Ｈ 而且在 “ 原声态”尽量展现 先决条件之 一； 音乐扩声 的场所 ，足 合适的中频 ５０ ｚ 对
对低频、 中频及高频段 够的声压级又是保 证音乐动态的必备条 整个传输频段，
件 。目前的研究表明 ，交响乐 的动态范 要有能满足 声场功能要求的合适的混响
（）没有明显的音质缺陷 ５ 共振 、 聚焦 、回声 、 颤动 回声、死
ｓ ｅ ｃ ａ ｓ ｓｉｎｉｄ ｘ ｐ ｅ ｈｔｎ ｍｉｓｏ ｅ ｒ ｎ
’ 刖 吾 ｌ
希望声音能够完全地 、 充分地扩散 。 对
一
利用声学测量技术评估室内音质
利用声学测量技术评估室内音质室内音质是指在一个封闭的空间中，声音的传播和反射情况以及对听觉的影响。
它直接关系到人们在室内环境中的听觉体验和舒适度。
在建筑设计和室内装修中，评估室内音质的重要性不容忽视。
声学测量技术是一种有效的手段，可用于评估室内音质，并提供客观的数据支持。
首先，声学测量技术可以用来评估室内的声学特性。
声学特性包括声音的吸收、反射、透射和散射等。
通过使用声学测量仪器，可以测量室内空间中的声音反射和吸收情况，从而判断室内音质的好坏。
例如，测量各种材料的声学吸收系数可以帮助选择适合的材料来调节室内音质。
此外，声学测量技术还可以评估室内空间的回声时间，即声音在空间中反射和衰减所需的时间。
回声时间的合理控制可以避免音频混响和噪音干扰，提高室内音质。
其次，声学测量技术可以用来评估室内声音的均匀性和分布。
在一个理想的室内环境中，声音应该均匀地分布在整个空间中，不应该有明显的声音聚集或衰减区域。
通过声学测量，可以测量室内不同位置的声音水平，并绘制声音分布图。
这有助于发现室内声音的不均匀性，并采取相应的措施来改善室内音质。
例如，在大型会议室中，可以通过调整扬声器位置和音频设备设置，来实现声音的均匀分布，确保每个听众都能获得清晰的声音。
此外，声学测量技术还可以用于评估室内噪音水平。
噪音是指超出正常听力范围的杂音或不必要的声音。
在室内环境中，噪音可以来自于外部环境、机械设备、人声等。
通过声学测量，可以测量室内不同位置的噪音水平，并进行分析和比较。
这有助于确定噪音源和噪音传播路径，并采取相应的措施来减少噪音对室内音质的影响。
例如，在办公室中，可以通过改善隔音设施和减少机械设备的噪音产生，提供一个更加安静和舒适的工作环境。
最后，声学测量技术还可以用于评估室内音频系统的性能。
音频系统是指用于放大和播放声音的设备，如扬声器、音频处理器等。
通过声学测量，可以测量室内音频系统的频率响应、失真程度、声压级等参数。
这有助于评估音频系统的性能，并进行调整和优化。
室 内 声 场
室内声场
【任务解析】
室内声学的研究方法
几何声学方法
当室内几何尺寸比 声波波长大得多时
研究
早期反射声分布 以加强直达声
几何声学用声线来研究声音
不考虑声音的波动性，只考 虑声音的强度及传播方向
室内声场
一、声波在室内的反射情况
（1）听者接收到的声 音有直达声和反射声两种。
（2）反射声反射次数 越多,衰减越严重,对听音 的影响越小。
声能密度
增长
稳态
衰减
室内声场的增长、稳态和衰减过程
室内声场
不同室内界面对声音变化的影响
反射强
声源发声后， 可获得较高的声 能密度，而进入 稳态过程的时间 稍晚一点，且衰 减较慢(a线) ；
a 平均吸声系数α较小 b 平均吸声系数α较大 c 平均吸声系数α很大
室内声音的增长和衰减过程
室内声场
不同室内界面对声音变化的影响
吸收强 短时间内达
到稳态，且声能 密度小，其混响 过程也短一些(c 线) 。
a 平均吸声系数α较小 b 平均吸声系数α较大 c 平均吸声系数α很大
室内声音的增长和衰减过程
室内物理环境
增长
稳态
衰减
室内声场的增长、稳态和衰减过程
室内声场 三、室内声音的增长和衰减过程
稳态过程
声源发声经过 1~2s后,室内声能 密度不再继续增 加，处于动态平 衡，即室内声场 的稳态过程。
声能密度
增长
稳态
衰减
室内声场的增长、稳态和衰减过程
室内声场
三、室内声音的增长和衰减过程
混响过程
当声音达到 稳态后，声源停 止发声，声音不 会立即消失，而 有一个衰减的过 程，称为混响过 程。
第7章1室内声学测量
序。 传声增益越高，扩声系统的功率潜力越可以发挥出来。 传
声增益能达到6～8 dB就可以了。 防止出现声反馈啸叫以提高传声增益的主要措施为：采用 心形指向性传声器和指向性扬声器，使反馈给传声器的声音尽 量小。例如声柱有强的垂直指向性，讲话人离传声器的距离不 要太远，由此可降低声反馈啸叫出现的可能。第三个措施则为 避免扬声器、传声器频响出现明显峰值，尤其不能使二者峰值 在同一频率附近。
听音乐者有防碍，特别是低频噪声会掩蔽语言和音乐，不连续
的噪声会破坏室内宁静气氛， 减低音节清晰度。
第7章 室内声学测量
上述各点也是音质设计要达到的最终目标。为此，不仅要 考虑厅堂的体型、内部吸声材料的配置等，而且扩声系统中扬
声器的选择和安装也显得十分重要。为了减小顶棚的反射， 并
使大厅内声场尽量均匀，采用声柱往往是一种有效的手段。 另 外还要对与主观评价有联系的若干客观声学参数用仪器进行测 量和调整， 使其满足主观评价要求。本章将叙述诸如混响时间、 频率特性、 扩声增益等方面的要求及其测量方法。
时间能增强声音响度, 有声音宏亮、圆润和唱歌音节清晰的感觉。
间也在帮助他歌唱，这样便能增强演好的信心。 这种音质改善
的特征，称为声音的丰满度。若混响时间过短， 演员会感到演 唱吃力，听众会感到声音单调、干涩。
第7章 室内声学测量
因此，对于不同用途以及不同大小的厅堂， 不同频率的声 音各自存在一个最合适的混响时间， 称为最佳混响时间。 一般
的，此法结构比较复杂，仅在特殊厅堂才使用；第三种为人工
混响法，即在不同用途时加入适量的人工混响时间，此法常在 较高级的厅堂中使用。
第7章 室内声学测量表7-1 著名厅堂混响时间
各频率混响时间／： 名 称 用途 体积／m’ 人数 125 Hz 1．50 天桥剧场 歌剧 8200 )560 0．94 1．23 首都剧场 人民剧场 后勤礼堂 民族宫剧场 北京剧场 科学会堂学术 报告厅 人民大会堂 首都体育馆 首都影院 八一厂 多功能 宽银幕 91 400 168 500 6000 10 000 18 000 话剧 京剧 多功能 多功能 话剧 2700 6000 6800 {0 500 1200 1400 2000 1150 970 0．7l 2．60 2．50 2．10 2．28 1． 15 250 Hz 1．58 0．90 1．23 0．69 2．10 2．45 2．75 1． 6l 500 Hz 1．76 1．07 1．14 0．74 1．90 2．00 2．70 1．60 1．30 2．4 2．6 1．1 1000 Hz L 85 土．28 1．20 0．80 1．?0 1．45 2．65 L 55 1．50 3．1 2．6 1．1 2000 Hz 1．64 1．09 1．28 0．79 1．55 1．30 2．045 1．82 1．80 3．5 2．4 1．3 4000 Hz 1． 1 6
声学测量技术在室内音质评估中的定位与定向研究
声学测量技术在室内音质评估中的定位与定向研究引言：室内音质评估是指对室内环境中声学特性的客观评价。
声学测量技术作为室内音质评估的重要手段，在近年来得到了广泛应用。
本文将重点探讨声学测量技术在室内音质评估中的定位与定向研究。
一、声学测量技术的概述声学测量技术是借助于各种传感器和仪器设备，对声音的特性进行量化和分析的科学技术。
其基本流程包括信号采集、数据处理和结果分析等环节。
二、室内音质评估的重要性室内音质对于人们的生活和工作具有重要影响。
良好的室内音质能够提升人们的舒适感和工作效率，而劣质的室内音质则会对人们的健康和心理状态产生负面影响。
因此，科学准确的室内音质评估具有重要的实际意义。
三、声学测量技术在室内音质评估中的应用1. 声学测量技术在室内声场分析中的应用室内声场是指在围闭空间内声波传播的空间特性。
声学测量技术可以通过在不同位置放置传感器，采集声波信号并进行分析，实现对室内声场的定位和定向研究。
通过测量声音的强度、频谱、回声时间等参数，可以对室内声场的均匀性、衰减特性等进行评估。
2. 声学测量技术在室内噪声评估中的应用室内噪声是指在室内环境中对人们产生影响的非法定声音。
采用声学测量技术可以对室内噪声进行准确测量和分析，评估噪声源的强度、频谱特性等，并根据评估结果提出改善措施，改善室内环境的噪声问题。
3. 声学测量技术在室内声学设计中的应用声学设计是指根据特定的需求和目标，对室内环境进行声学方面的规划和设计。
声学测量技术可以对声学设计效果进行评估和验证，通过测量结果得到真实数据，为声学设计的优化提供依据。
四、声学测量技术在室内音质评估中的挑战与展望声学测量技术在室内音质评估中的研究面临一些挑战。
例如，测量设备的精度和灵敏度对结果的准确性和可靠性有着重要影响。
此外，室内环境的复杂性和多元性也给测量带来了困难。
未来，声学测量技术在室内音质评估中的发展将面临一些新的机遇。
随着科技的不断进步和创新，新型传感器和测量设备的出现将使声学测量更加精准、方便和高效。
声学的基本性质和室内声场
声学基础第一章声音的基本性质1.1 声音的产生与传播声音是人耳通过听觉神经对空气振动的主观感受。
声音产生于物体的振动，例如扬声器的纸盆、拨动的琴弦等等。
这些振动的物体称之为声源。
声源发声后，必须经过一定的介质才能向外传播。
这种介质可以是气体，也可以是液体和固体。
在受到声源振动的干扰后，介质的分子也随之发生振动，从而使能量向外传播。
但必须指出，介质的分子只是在其未被扰动前的平衡位置附近作来回振动，并没有随声波一起向外移动。
介质分子的振动传到人耳时，将引起人耳耳膜的振动，最终通过听觉神经而产生声音的感觉。
例如，扬声器的纸盆，当音圈通过交变电流时就会产生振动。
这种振动引起邻近空气质点疏密状态的变化，又随即沿着介质依次传向较远的质点，最终到达接收者。
可以看出，在声波的传播过程中，空气质点的振动方向与波的传播方向相平行，所以声波是纵波。
扬声器纸盒就相当于上图中的活塞在空气中，声音就是振动在空气中的传播，我们称这为声波。
声波可以在气体、固体、液体中传播，但不能在真空中传播。
1.2 声波的频率、波长与速度当声波通过弹性介质传播时，介质质点在其平衡位置附近作来回振动。
质点完成一次完全振动所经历的时间称为周期，记为T，单位是秒(s)。
质点在1秒内完成完全振动的次数称为频率，记作f，单位为赫兹(Hz)，它是周期的倒数，即：f=1/T介质质点振动的频率即声源振动的频率。
频率决定了声音的音调。
高频声音是高音调，低频声音是低音调。
人耳能够听到的声波的频率范围约在20—20000 Hz之间。
低于20Hz的声波称为次声波，高于20000Hz的称为超声波。
次声波与超声波都不能使人产生听感觉。
声波在其传播途径上，相邻两个同相位质点之间的距离称为波长，记为λ，单位是米(m)。
或者说，波长是声波在每一次完全振动周期中所传播的距离。
声波在弹性介质中传播的速度称为声速，记为v，单位是米/秒(m/s)。
声速不是介质质点振动的速度，而是质点振动状态的传播速度。
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1.额定阻抗和阻抗曲线 2.频率响应 3.指向性 4.灵敏度(级) 5.有效频率范围 6.扬声器共振频率 7.失真 8.声功率 9.效率 10.品质因数 11.电功率
1.额定阻抗和阻抗曲线
为确定信号源加给扬声器(或扬声器系统)的电功率,常用一个纯 电阻来替代扬声器(或扬声器系统)作为负载,该纯阻即为扬声器 (或扬声器系统)的额定阻抗,其数值由制造厂规定,是用于计算和 馈给扬声器电功率的基准。通常,该值为额定频率范围内可得到 最大功率的阻抗模的最低值,或不高于此阻抗模最低值的20％的 任何值。
3.指向性
扬声器指向性图是指在自由场条件下,在规定的平面上,对某规 定的频率,扬声器辐射声波的声压级随辐射方向变化的曲线。 指向性因数是指在自出场条件下,在某一给定频率或频带内,在 选定的参考轴上某点所测得的声强与被测扬声器辐射相同功率 的点声源,在相同的测试点上所产生的声强之比。一般用Q(f)表 示其指向性因数。
4.测量频率
测量频率一般不应少于以下6个倍频程中心频率：125Hz,250Hz, 500Hz,1000Hz,2000Hz,4000Hz。对于那些对音质要求高的场所, 如甲级剧场,最好加测倍频程中心频率63Hz和8000Hz。 用于噪声控制目的的房间,测量频率不应少于以下18个1/3倍频 程中心频率：100Hz,125Hz,160Hz,200Hz,250Hz,315Hz,400Hz,5 00Hz,630Hz,800Hz,1000Hz,1250Hz,1600Hz,2000Hz,2500Hz,3150 Hz,4000Hz,5000Hz。 对音质有特殊要求的房间,如广播录音室、电视演播室等,可参 照相关广播电影电视混响测试行业规范的频率范围：63~10000 Hz共24个频段。
室内背景噪声应满足测量要求。测量时,房间的门窗应该关闭, 并控制人员走动和讲话,尽可能降低设备噪声。在测量频率范围 内,传声器位置上的背景噪声声压级应比声源产生声压级至少低 35dB。由于脉冲反向积分法能提高信噪比,这一数值可放宽到25 dB。测量期间如存在偶发噪声,每次测量后应立即观察衰变曲线, 确定衰减是否受到噪声影响。如果影响显著,应舍弃这期间测量 的结果。
7.1.1 室内音质评价指标
1.混响时间 2.早期衰减时间 3.中心时间 4.声压级 5.声场力度 6.清晰度 7.明晰度 8.早期侧向反射声能比 9.双耳互相关系数
1.混响时间
混响时间的长短是判断封闭声学结构,特别是大型建筑内 音质特点的一个重要的依据。混响时间适宜的建筑内,一 般认为声音有混响感、丰满而有力。如果混响时间过长, 给人的感觉是回声很强,声音的清晰度会受到影响；混响 时间过短,则使声音显得干涩、不饱满。因此,对于不同功 能的声学结构,在设计时应当选择最符合其功能需要的混 响时间。大多数情况下,最佳混响时间的取值范围是0.03～ 5s。
扬声器阻抗随频率变化的特性称为扬声器阻抗特性,对应的曲线 称为扬声器阻抗曲线。从阻抗曲线上可以测量扬声器的谐振频 率、振动系统的Q值、最佳匹配的阻抗以及高频感抗部分的变 化情况,这对扬声器和信号源的匹配、扬声器的低频设计以及扬 声器箱的设计等都是很重要的参数。
2.频率响应
在自由场条件下,相对于参考轴和参考点的规定位置上,以恒压 法或恒流法测得扬声器的输出声压级随频率的变化,称之为扬声 器的频率响应。对应的曲线为频率响应曲线,简称频响曲线。 频率响应是扬声器的重要性能参数之一,它反映扬声器对不同频 率的电信号转换成声辐射的能力。根据不同用途来选用扬声器 时,首先要考虑的就是频率响应以及与其相关的有效频率范围和 不均匀度。例如，对高保真扬声器,则要求频率响应平直,频率 范围宽,不均匀度小；对一般收音机和电视机用的扬声器,因其 低频受箱体的限制,高频受电噪声的影响,频率响应不要求太宽。
5.室内环境
如果是对房间进行音质评价或对声学施工进行验收而进行的测 量,房间应处在正常使用状况,即已装修完成,正在使用或已经可 以使用。房间中应包括座椅、家具、灯具等设施，门或窗应能 正常闭启。如果是在施工期间进行的测量,应在报告中详细描述 室内状况,包括施工的阶段、室内放置的器械或物品、洞口是否 封闭等。
声学测量
第7章 室内声场测量
7.1 室内音质评价指标测量 7.2 扩散体散射系数测量 7.3 声器电声参数测量
7.1 室内音质评价指标测量
7.1.1 7.1.2 7.1.3
室内音质评价指标 室内音质评价指标测量原理 脉冲响应的测量要求
7.1.1 室内音质评价指标
一系列音质评价指标相继被提出,可以大致将它们分为三类： 1)时间指标。 2)能量指标。 3)空间指标。
图7.1.3 噪声切断法测量混响时间原理图
7.1.3 脉冲响应的测量要求
1.声源 2.接收传声器 3.主测工具 4.测量频率 5.室内环境
7.1.3 脉冲响应的测量要求
图7.1.4 脉冲响应测量原理图
1.声源
图7.1.5 十二面体声源
2.接收传声器
图7.1.6 人工头
2.接收传声器
3.主测工具
1.混响时间
2.早期衰减时间
图7.1.1 几种时间指标的定义
3.中心时间
3.中心时间
图7.1.2 语言可懂度与中心时间的关系
4.声压级
5.声场力度
6.清晰度
7.明晰度
8.早期侧向反射声能比
8.早期侧向反射声能比
9.双耳互相关系数
9.双耳互相关系数
7.1.2 室内音质评价指标测量原理
7.2 扩散体散射系数测量
7.2 扩散体散射系数测量
7.2 扩散体散射系数测量
图7.2.1 M.Vorländer实验模型
7.2 扩散体散射系数测量
7.3 扬声器电声参数测量
7.3.1 扬声器和扬声器系统电声参数 7.3.2 扬声器和扬声器系统的测量方法
7.3.1 扬声器和扬声器系统电声参数