消音室
關(guān)注創(chuàng)建者：靜環(huán)環(huán)保 創(chuàng)建時間：2019-06-21
消音室的實(shí)例教程
在混響室可以測量聲功率、材料的吸聲系數(shù)、聲音的傳遞損失等。一間混響室作為聲源室，一間消音室作為接收室，即可用來測量墻壁、門窗或汽車前圍板等結(jié)構(gòu)的隔聲特性。
（二）場景適配性與一致性驗(yàn)證
1、車載環(huán)境模擬測試
噪聲場景：在半消音室中模擬怠速（45dB）、高速（75dB）、隧道（85dB）等噪聲環(huán)境，驗(yàn)證語音設(shè)備識別準(zhǔn)確率波動范圍（允許誤差≤5%）。
光照場景：通過可調(diào)光模擬器（0~100000lux）模擬晴天、隧道、夜間等光照條件，測試眼動儀在強(qiáng)光 / 逆光下的追蹤穩(wěn)定性（如瞳孔識別成功率≥95%）。
2、多模態(tài)融合一致性
測試場景：同時觸發(fā)語音指令（如 “打開空調(diào)”）與手勢動作（指向空調(diào)出風(fēng)口），驗(yàn)證設(shè)備是否輸出一致的控制信號，避免指令沖突（沖突率需＜0.5%）。
評估方法：通過日志分析系統(tǒng)記錄多模態(tài)指令的處理時序，計(jì)算指令融合成功率（目標(biāo)值≥98%）。
汽車多模態(tài)交互整合了語音、手勢、觸控、眼神等多種交互方式，打破單一交互模式的局限，為用戶提供更自然、便捷的交互體驗(yàn)。但多種交互方式的融合也帶來了測試的復(fù)雜性，不同模態(tài)之間的協(xié)同、切換以及對用戶意圖的準(zhǔn)確理解，都需要通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試來保障。若多模態(tài)交互系統(tǒng)存在缺陷，如語音與手勢指令沖突、不同模態(tài)響應(yīng)延遲不一致，會嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)，甚至干擾駕駛安全。因此，多模態(tài)交互測試是確保智能座艙交互性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在汽車智能座艙測試的關(guān)鍵進(jìn)程中，北京沃華慧通測控技術(shù)有限公司展現(xiàn)出了獨(dú)特的價值與優(yōu)勢。作為一家專注于測控技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)，沃華慧通在智能座艙測試方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的技術(shù)能力。其研發(fā)的測試設(shè)備能夠精準(zhǔn)模擬各種復(fù)雜的車載環(huán)境，對智能座艙的多模態(tài)交互系統(tǒng)進(jìn)行全面、深入的測試。
展開 電驅(qū)動系統(tǒng)NVH性能的臺架測試，一般采用下圖的半消音室內(nèi)進(jìn)行。一般低成本方案為半消音室。如下圖中，地面為剛性其他表面填充消音片。高成本方案為6個內(nèi)表面，全部貼覆消音片。
消音片的厚度，一般為需消除最低頻率噪音的1/4波長左右，常用的是0.5~1米。為加強(qiáng)消音效率及頻帶寬度，降低昂貴的消音棉材料成本，可將消音片的背部與實(shí)驗(yàn)室墻面，懸空100mm以上處理。
由于電驅(qū)動系統(tǒng)噪音頻譜寬度較大，一般采用劈尖狀消音片。其可有效散射噪音同時消音效果較好，但成本較高。也可以采用平板消音片。
為減少低頻共振，一般在消音室的四角，布置較厚的纖維吸音材料，從而形成低頻陷阱。同時，為加強(qiáng)噪音散射，提高空間降噪效果，也可在頂棚懸掛一定的消音片或消音柱等。由于其表面積大于投影面積，則可實(shí)現(xiàn)大于1的消音系數(shù)。
需特別注意對消音室開門與開孔縫隙的封堵，并采用厚重材料隔音。因?yàn)楦粢粜阅苤饕Q于質(zhì)量定量，即單位面積的質(zhì)量。而消音性能，主要取決于吸音材料的密度與尺寸。
其對實(shí)驗(yàn)室面積和設(shè)備投資的門檻較高。一般采用租賃有能力的實(shí)驗(yàn)室測試，以降低成本。
為提升特定頻段的消音效果，還可在消音棉表面，貼覆穿孔金屬板。其借助每個微小穿孔與背部墻面形成的共振腔，對噪音進(jìn)行對消濾除。
測試前，需注意NVH臺架的連接剛度與動態(tài)特性，盡量符合整車裝配狀態(tài)，否則測試結(jié)果不可靠。
圖40 電驅(qū)動系統(tǒng)NVH臺架實(shí)驗(yàn)室
至此，本文從電驅(qū)動系統(tǒng)的總體布局、減速機(jī)殼體、軸齒、電機(jī)本體、控制策略等方向，宏觀闡述了電驅(qū)動系統(tǒng)中，正向NVH性能開發(fā)的主要流程與方法及注意事項(xiàng)。
展開 為獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，我們需要設(shè)計(jì)和搭建小型混響室，來進(jìn)行飛蛾翅膀的實(shí)驗(yàn)。我們在之前的基礎(chǔ)上（2011年Zeng等人；2017年 Ntelezos等人）設(shè)計(jì)混響室。他們使用 Cox 和 D’Antonio改良的原始根擴(kuò)散器。這些擴(kuò)散器根據(jù)我們要處理的聲音頻率，由同樣寬度和不同深度的井組成。
求生欲使飛蛾做出哪些驚人的舉動？
1. 靜止
我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飛蛾接收到蝙蝠的超聲波訊息時，它們就改變身體與翅膀的位置，暫停飛行。這個動作可以減少回聲中的振幅波動，以此躲過獵食蝙蝠的超聲波偵查。
2. 吸收
在進(jìn)一步分析視頻后，我們注意到飛蛾出現(xiàn)這種反應(yīng)時，也同時轉(zhuǎn)動翅膀。這種行為引發(fā)兩個問題：飛蛾為什么轉(zhuǎn)動翅膀，翅膀是否有助于減少聲音振幅改變？
我們用不同種類的飛蛾做實(shí)驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。事實(shí)上，飛蛾的翅膀可吸收超聲波，我們進(jìn)一步研究了翅膀的解剖結(jié)構(gòu)；在顯微鏡下觀察到的翅膀結(jié)構(gòu)和鱗片令人震驚——它們類似于消音室使用的聲學(xué)泡沫。
這也許是飛蛾進(jìn)化出的避免被蝙蝠探測的策略的一部分。
飛蛾翅膀的鱗片特寫
照片由Vladimir Carvajal提供
建造實(shí)用的、適用于超聲波的15x10x10厘米混響室是個巨大的挑戰(zhàn)
原始根擴(kuò)散器
可用于抵消回聲的擴(kuò)散器。由于它們能反射不同方向的聲波，形成擴(kuò)散場，可在不損耗聲音能量的前提下阻止回聲，因此用處很大。
實(shí)驗(yàn)室使用的原始根擴(kuò)散器由一系列寬度相同、深度不同的井組成，根據(jù)目標(biāo)頻率的原始根數(shù)列理論設(shè)計(jì)。
測量室
混響室使用兩種擴(kuò)散器：由半球體和玻璃組成的傳統(tǒng)擴(kuò)散器，以及改良的原始根擴(kuò)散器。
展開 噪聲測試時，減速器置于半消音室中，麥克風(fēng)布置在減速器前、后、上、左4個方向，距離減速器殼體表面1 m位置處。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，選取運(yùn)行工況為輸入轉(zhuǎn)速6 000 r/min，輸入扭矩116 N·m。
整個減速器試驗(yàn)過程如圖3所示。
圖3 減速器臺架試驗(yàn)
3.2 試驗(yàn)結(jié)果
在試驗(yàn)過程中，減速器沒有發(fā)生滲漏油現(xiàn)象；試驗(yàn)完成后且經(jīng)拆解檢驗(yàn)，主要零部件無斷裂、齒面嚴(yán)重點(diǎn)蝕(點(diǎn)蝕面積超過4 mm2或者深度超過0.5 mm)、剝落、軸承卡滯等異常現(xiàn)象，減速器耐久疲勞試驗(yàn)合格。
減速器噪聲測試結(jié)果如圖4所示，前方聲壓級數(shù)據(jù)為71.30 dB(A)，后方聲壓級數(shù)據(jù)為73.33 dB(A)，左側(cè)聲壓級數(shù)據(jù)為81.70 dB(A)，上方聲壓級數(shù)據(jù)為72.96 dB(A)。因?yàn)闇p速器左側(cè)殼體面積較大，輻射噪聲數(shù)據(jù)偏大。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，要求減速器加載噪聲應(yīng)不大于83 dB(A)，結(jié)果表明符合標(biāo)準(zhǔn)，而且前、后、上3個方向的噪聲結(jié)果遠(yuǎn)低于83 dB(A)。
圖4 減速器噪聲測試數(shù)據(jù)
4 結(jié)論
文中基于細(xì)高齒思路設(shè)計(jì)了電動汽車減速器，并對減速器開展了臺架耐久疲勞性能試驗(yàn)和噪聲測試，通過以上分析研究，可以得出以下結(jié)論：
(1)標(biāo)準(zhǔn)壓力角下，提高齒頂高系數(shù)超過1.3時，齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度可以滿足安全設(shè)計(jì)要求。
(2)齒輪端面重合度略超過2時，傳動更平穩(wěn)，有利于提高減速器的NVH性能。
(3)采用細(xì)高齒設(shè)計(jì)減速器齒輪時，要充分考慮齒輪材料的選取及熱處理工藝，保證齒輪的綜合性能。
展開 
消音室的最新內(nèi)容
（二）場景適配性與一致性驗(yàn)證
1、車載環(huán)境模擬測試
噪聲場景：在半消音室中模擬怠速（45dB）、高速（75dB）、隧道（85dB）等噪聲環(huán)境，驗(yàn)證語音設(shè)備識別準(zhǔn)確率波動范圍（允許誤差≤5%）。
光照場景：通過可調(diào)光模擬器（0~100000lux）模擬晴天、隧道、夜間等光照條件，測試眼動儀在強(qiáng)光 / 逆光下的追蹤穩(wěn)定性（如瞳孔識別成功率≥95%）。
【基本概念】
1 消音室/無回聲室/吸波暗室（anechoic chamber）
它是一種是指能夠完全吸收聲音或電磁波，同時也隔絕外部的噪聲的實(shí)驗(yàn)室空間。它通過使用吸音材料和結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)（這些材料能夠吸收大部分入射聲波的能量，使其不會反射回到測試區(qū)域），旨在消除或顯著減少室內(nèi)的各種反射和回聲。
為保證氣體流量，實(shí)驗(yàn)將兩個真空泵串聯(lián)后放置在室外側(cè)，模擬實(shí)際應(yīng)用情況下，將真空泵裝配在室外機(jī)箱體；將軟長管的一端連接真空泵的出氣口，另一端引入消音室的室內(nèi)側(cè)，模擬實(shí)際使用情況下，利用軟管將富氧空氣引入室內(nèi)。
室外機(jī)放置在消音室里，進(jìn)行噪音測試，根據(jù)測試結(jié)果得出，
方案三的tonal音比方案一降低1.5dB，從數(shù)值看方案三的噪音特性要優(yōu)于方案一
，圖9 中紅色曲線為方案三的頻譜噪音曲線，綠色為方案一的曲線，從圖中可以看出改善后風(fēng)葉的噪音特性有了明顯的改善。
室外機(jī)放置在消音室里，進(jìn)行噪音測試，根據(jù)測試結(jié)果得出，
方案三的tonal音比方案一降低1.5dB，從數(shù)值看方案三的噪音特性要優(yōu)于方案一
，圖9 中紅色曲線為方案三的頻譜噪音曲線，綠色為方案一的曲線，從圖中可以看出改善后風(fēng)葉的噪音特性有了明顯的改善。
噪聲測試時，減速器置于半消音室中，麥克風(fēng)布置在減速器前、后、上、左4個方向，距離減速器殼體表面1 m位置處。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，選取運(yùn)行工況為輸入轉(zhuǎn)速6 000 r/min，輸入扭矩116 N·m。
整個減速器試驗(yàn)過程如圖3所示。
為減少低頻共振，一般在消音室的四角，布置較厚的纖維吸音材料，從而形成低頻陷阱。同時，為加強(qiáng)噪音散射，提高空間降噪效果，也可在頂棚懸掛一定的消音片或消音柱等。由于其表面積大于投影面積，則可實(shí)現(xiàn)大于1的消音系數(shù)。
需特別注意對消音室開門與開孔縫隙的封堵，并采用厚重材料隔音。因?yàn)楦粢粜阅苤饕Q于質(zhì)量定量，即單位面積的質(zhì)量。而消音性能，主要取決于吸音材料的密度與尺寸。
應(yīng)認(rèn)真考慮使用消音結(jié)構(gòu)和隔音室等。振動臺的噪聲級別參見用戶手冊。
其他設(shè)備
將振動系統(tǒng)與其他重型設(shè)備相鄰放置可能會由于振動或電噪聲的傳播產(chǎn)生相關(guān)的問題。
溫度和濕度
建議不要在溫度和濕度限制范圍之外操作Brüel & Kj?r VTS設(shè)備。
高海拔
在較高的海拔處，振動臺的冷卻將受到空氣密度減少的影響。
在其亞洲最大的聲學(xué)消音實(shí)驗(yàn)室里，被稱為“金耳朵”的聲學(xué)設(shè)計(jì)工程師郭翠翠正在調(diào)整耳機(jī)參數(shù)，與B&K 5128型高頻頭和軀干模擬器（HATS）的測試結(jié)果形成互補(bǔ)。比如聽用吉他彈的梁祝，它在高頻的細(xì)節(jié)上會比較豐富，她會知道去調(diào)耳機(jī)哪個頻段。
電信/音頻市場的趨勢是不斷提高手機(jī)和耳機(jī)的音頻品質(zhì)。
事實(shí)上，飛蛾的翅膀可吸收超聲波，我們進(jìn)一步研究了翅膀的解剖結(jié)構(gòu)；在顯微鏡下觀察到的翅膀結(jié)構(gòu)和鱗片令人震驚——它們類似于消音室使用的聲學(xué)泡沫。
這也許是飛蛾進(jìn)化出的避免被蝙蝠探測的策略的一部分。
