吸聲原理及吸聲量

聲學環境的問題，我們可以用聲學材料來解決，下面諾聲小編就從專業的角度和大家來談談聲學和聲學材料：

一、吸聲原理

吸聲或聲吸收：聲波通過介質或入射到介質分界面上時聲能的減少過程。

當介質為空氣，聲波在空氣中傳播時，由于空氣質點振動所產生的摩擦作用，聲能轉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象，稱為空氣吸收。

當介質分界面為材料表面時，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、熱傳導性和分子吸收而轉變為熱能。

首先是黏滯性和內摩擦的作用，由于聲波傳播時，質點振動速度各處不同，存在著速度梯度，使相鄰質點間產生相互作用的黏滯力或內摩擦力，對質點運動起阻礙作用，從而使聲能不斷轉化為熱能。

其次是熱傳導效應，由于聲波傳播時介質質點疏密程度各處不同，因此介質溫度也各處不同，存在溫度梯度，從而相鄰質點間產生了熱量傳遞，使聲能不斷轉化為熱能。按吸聲機理的不同：吸聲體可分為多孔性吸聲材料和共振吸聲結構。其中多孔性材料在工程中應用最廣泛。

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。

共振吸聲結構可以分為薄板共振吸聲結構，薄板穿孔共振吸聲結構等。

從材料和共振結構的吸聲性能來講，多孔材料以吸收中高頻噪聲聲能為主，共振吸聲結構對低頻有吸聲峰值。利用隔音墻材料、吸聲材料吸收聲能，降低室內噪聲，是噪聲控制工程中的措施之一。人們在室內所接收到的噪聲，包括聲源直接通過空氣傳來的直達聲以及室內各壁面反射回來的混響聲。在車間里聽到的機器噪聲，遠比安裝在室外的機器噪聲高，主要是由于車間內存在混響聲。許多工程實踐證明，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。

吸聲系數越大，材料的吸聲效果越好。吸聲系數的大小與聲波入射角度有關，因此在吸聲系數的測量中有垂直入射吸聲系數、無規律入射吸聲系數或斜入射吸聲系數的區別。

另外，所有材料的吸聲系數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。對材料的吸聲性能，較為簡單的單值評價處理方法是采用各頻率吸聲系數的平均值，如平均吸聲系數、降噪系數等，但單值評價處理方法不能對不同材料的吸聲頻率特性進行比較。

1.無規律入射吸聲系數

當聲波從各個方向以相同的概率無規律入射時測定的吸聲系數為無規律入射吸聲系數，在混響室內進行測量，其測量條件較接近于材料的實際使用條件，故常作為工程設計的依據。

2.垂直入射吸聲系數

當聲波是以材料表面法線方向垂直入射時，測定的吸聲系數為垂直入射吸聲系數，通常在駐波管中進行測量，用于材料吸聲性能的研究分析、比較和產品的質量控制。其數值通常低于無規律入射吸聲系數。

3.平均吸聲系數

材料平均吸聲系數是不同頻率吸聲系數的算術平均值。

4.降噪系數

降噪系數是250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz測出的吸聲系數的算術平均值。