布置顶级的水声,消声室和半消声室技巧主题

日期:2020-04-30编辑作者:优德88手机版

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日前,海声科技有限公司为中国科学院声学研究所某消声水池配套的“声学吸声模块项目”顺利通过验收。

将看似高深的声学原理与我们的日常生产生活联系到了一起,把“声音”变成了我们看得见、用得着的产品——9月8日,中科院声学所青岛分所红岛新园区正式启用,配置顶尖的水声、空气声实验室也开始正式投入运营。近日,记者深入中科院声学所青岛分所红岛新园区,了解“声学”研究的奥秘。

1、设计及施工过程需满足《消声室和半消声室技术规范》的规定。半消声室和消声室的消声声学技术指标包括自由声场和背景噪声,采取的主要声学技术措施为吸声、隔声和隔振。

该水池为50×15×10米,六面铺设吸声模块,技术要求高,难度大。海声科技结合水声材料研究的成果和多年建造消声水池的经验,把在设计水声换能器及声系统中的技术应用到消声水池的设计中。项目采用了经典的、国内外大型消声水池广泛采用的阻抗过渡型吸声圆锥作为吸声基元。经北京橡胶工业研究设计院物化检测实验室进行全硫检测,结论为全硫含量为0。

青岛声学研究源远流长

2、总平面布置要使消声室和半消声室位于场地内噪声干扰最小的区域和干燥的区段,按整车试验的工艺要求对环境噪声源的位置、方向和强度,在防护间距、平面布置和隔声、减噪隔振等方面采取综合措施。隔振构造的选择要根据半消声室周围振源的强弱和消声室截止频率的要求而确定。

该项目的顺利验收,对海声科技继续拓展声学吸声应用领域、推动科技产业化发展、提升自主创新能力都将起到有力的促进作用。来源:中船重工网站

说到“声学研究”,不少人觉得陌生,但中科院声学所青岛分所所长慈国庆却觉得这项研究一点也不抽象。“我们所的声学研究主要包括水声学和空气声学。水声学很容易理解,你在军事题材的影视作品里看到的声呐兵,利用‘声呐’完成水下探测和通讯任务,这个‘声呐’就是利用声波在水中传播的特性。空气声学就更简单了,你平时使用的手机扩音器、收听器、语音识别等功能,都是利用空气声学产品实现的。”慈国庆向记者解释道。“别看中科院声学所青岛分所才刚启用,但是青岛的声学研究传统却源远流长。”说起青岛声学研究的历史,慈国庆如数家珍,“青岛对声学尤其是水声学的理论研究和科研实践,自北海研究站时起就很重视,青岛独特的海洋地域特色,也让我们北海研究站在海洋声学技术与装备方面拥有强大的技术优势,并且发挥其在水下目标声特性、海洋环境噪声、信号与信息处理领域的特长,为声呐设计、目标探测与识别提供理论基础及技术支持。”慈国庆笑着说:“只要有我们研发的水声换能器,就能把声能与电能进行转换,这样我们在水下不光有了嘴,同时还有了眼睛和耳朵,不仅能发出信息,更能观察发现和接受信息。声学在水下安保、深部钻测、海洋观测等各个领域都发挥了不可替代的重要作用。”

3、消声室和半消声室室内吸声尖劈按使用要求对其进行多组合方案测试并从中选出最佳吸声体容重、材质、尺寸组合以满足整车测试工艺对自由声场的要求,内填吸声材料应具有防潮、防虫、防蛀、耐老化的良好性能。

这个“声学所”不简单

4、室内除尖劈体外其它的所设置的声学构造措施也要进行声学设计。室内公用专业管道及线管进出口处要严格按工艺要求布置,不得在现场随意开洞。室内声学填充材料避免使用宜产生悬浮颗粒的填充材料。室内禁止第二次墙体湿作业。

慈国庆用“先进”两个字来形容新启用的中科院声学所青岛分所。“我们声学所青岛分所的全消声、半消声、混响、隔声及撞击、驻波管、管道消声器六个空气声实验室和一个水下全消声实验室,已经达到国内配置最顶尖的实验室行列!”慈国庆说到自家的实验室,一脸自豪。“以全消声实验室为例,这个实验室六面都安装有消声尖劈,通过消声尖劈这种特殊消声装置,可以最大程度地降低实验室内的噪音,一般的实验室要求最低需达到12分贝,但我们这个全消声实验室最低到6分贝,这样一来就能提高实验的精确度,也能打造更高品质的产品。”

5、竣工后要保护室内声学构造不受损伤,尖劈门宜选用复合型构造门并与室内环境色彩布局相协调一致。全消声室内工作地网高度与门洞口标高差不应大于200㎜以免意外伤害,半消声室室地面标高应与工作通道持平。

记者跟随研究员们一起参观了声学所的几个重点实验室,并亲身体验了慈国庆引以为傲的全消声实验室。

6、声闸要具有良好的通畅性并应设置安全装置设施,门洞口的工作宽度不应小于1.2m有利于人员疏散,注意声闸洞口的衔接构造处理应避免固体传声。通往消声室的各种管道应采用柔性连接。

进入实验室,记者看到了六面尖劈,并亲身体验了低分贝的环境。经过六面尖劈的消声,实验室内分贝值远低于我们正常生活环境,记者甚至出现了耳鸣等不适感,实验室的研究员告诉记者,这是人体对于分贝过低的正常反应。

7、全消声室结构应设置隔振系统并按整车试验的使用要求选择隔振系统类别,主要类别包括金属弹簧隔振器及阴尼器、橡胶隔振器或橡胶隔振垫、岩棉板及其制品。

随后记者又参观了其他几个实验室。“这是一个半消声实验室,空间内五个面都安装了消声尖劈,这样可以对电视设备、汽车等产品的声音性能方面进行精确测试;管道消声器实验室配有自动生风装备和音响设施,可以模拟轨道交通在运行时的噪音情况;隔声及撞击实验室主要是针对隔音装备或材料的性能进行研发测试,主要用在装饰材料、门窗等家用建材类产品研发上……”研究员们向记者介绍了不同实验室的性能。

8、消声室的相对湿度不大于70%,通风与空调系统的降噪消声设计应根据消声室室内允许噪声级,设备噪声值、震动大小、频率特性及传输系统噪声诸因素确定。

除了进行产品的研发之外,声学所青岛分所的实验室还通过了山东省质量技术监督局专家组评审,获得CMA(中国计量认证)实验室资质,可以作为第三方检测机构提供服务,对各类管道消声器及消声末端、隔声材料、吸声材料等产品进行检测,并出具CMA实验室资质认证的检测报告。慈国庆表示,今后空气声实验室将建设一套综合的测试平台及大数据库系统,在对各种测试产品的数据进行数字化管理的基础上,做好数据的存储、分析、查询、应用,为科研工作以及产品研发提供重要的支撑作用。

9、所有进入消声室的电源线缆要通过电源滤波器进行处理,根据消声室室设备的用电情况,确定电源滤波器的规格、供电方式和数量。消声室内的用电设备宜采用插座配电,其它配电设备宜设置在消声室外便于操作和管理的场所。室内配电线路采用阻燃铜芯缆线,缆线应穿管保护并暗敷,保护管应为非燃烧材料。

让声学研究真正融于青岛产业

10、消声室的防雷和接地设计要满足保障人身安全及测试设备正常运行的要求,功能性接地与保护性接地宜采用共用接地系统,接地电阻值应按其中最小值确定。对功能性接地有特殊要求需单独设置接地线的测试设备,接地线要与其它接地线绝缘,供电线路与接地线宜同路径敷设。消声室内所有设备的金属外壳、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等应进行等电位联结并接地。

“科研工作不仅要在理论上有突破,更重要的是将其变为‘生产力’,真正实现技术应用。”慈国庆介绍说,“青岛以往的声学研究以科学考察、理论及应用基础研究为主,主要着眼于国家安全领域,但新建成使用的青岛分所将扩大研发范围,在继承以往的科研优势基础上,更加着眼于青岛地方重点产业的行业应用,尤其是在海洋产业、轨道交通和智能家电领域发挥声学研究的成果。”

11、室内吸声材料及尖劈体构造样件施工前要进行检测并做出报告以确保质量要求。确认墙体材料及墙体结构强度是否满足吸声尖劈体安装锚固件的抗拉要求。

目前,声学所在海洋声学研究领域已经取得了不少成果:海洋生物声学技术研究获得山东省科技发展计划项目支持,重点开展渔业声学装备研发以及海洋牧场综合评估管理系统研究,这些研发技术的实现将进一步推动青岛海洋产业的发展。

12、消声室需对隔振系统在承载后的压缩量有准确预估,以确保各层面建成的标高满足设计要求。对采用弹簧减振器做为隔振元件的承台结构,需在混凝土未达到强度前对顶部面层做二次粉刷找平,使完成面满足高差小于±3㎜的水平度要求。在钢筋混凝土拆模后应对房中房内外结构之间的空腔进行全方位检查并清除施工垃圾,避免形成声桥。

除此之外,声学所青岛分所还将聚焦轨道交通业。慈国庆告诉记者:“目前青岛的轨道交通运行噪声指数仍然不低,从市民乘车的实际体验来看,不管是车内的低频噪声,还是站台上可以听到的运行噪音,都让乘客的乘车舒适度受到了影响,我们今后也将在轨道交通领域重点研发新产品。”据了解,声学所目前已经自主研发一款吸声降噪材料——敷板式吸声降噪器,不仅能降噪,而且阻燃、耐腐蚀、抗老化,可以在满足超薄要求的前提下,实现降噪75%,达到国际先进水平,这款产品也已与青岛的轨道交通行业达成初步合作意向,提高轨道交通乘客的舒适度,真正实现“安静地铁客车”。

13、在尖劈安装前要检查各专业管线测试拉线锚栓和外引线是否安装到位,贯穿孔声学处理是否完备。按设计要求对尖劈支架平整度、水平度、垂直度进行检查,确认满足安装要求并对尖劈支架和尖劈模数复核后方可进行安装作业。

“说到降噪,我们的声学产品同样可以与智能家电行业挂钩。”慈国庆说到,“现代人对于家电品质的要求越来越高,除了功能越来越多元化之外,最大限度地减轻家电运行过程中的噪音产生也是企业追求的一个目标,我们的声学研究同样可以针对这些需求,做出有针对性的研发,将科研成果更好地服务于企业发展。”

14、悬挂顶部尖劈前需对尖劈挂架的结构强度和安装可靠性进行检查验收无误后再进行顶部尖劈安装。安装地面尖劈时,当尖劈骨架已考虑空腔尺寸支撑结构时可直接将尖劈体放在地面上。当安装无支架尖劈时需先在地面上安装空腔网架,而后尖劈应设置在此网架上且该网架空腔与墙面空腔尺寸相同。

15、安装尖劈门及隔声门时,要先对墙体及门结构连接部位进行强度及预埋件位置检查,对安装间隙进行严格的填实处理,避免传声。对墙体进行贯穿孔施工时,轻质墙体必需对墙体断面进行封闭处理。贯穿硬质管线与墙体不得有任何硬连接,其间隙用吸声材料填充封闭,必要时需做消声或声闸处理。

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