声望技术R-Cabin混响室吸声系数测量精度研究成果

汽车工业中车用部件的吸声系数测量，因部件面积远小于传统标准混响室的试件要求，难以直接套用 ASTM C423、ISO354 等基于大混响室的标准测量方法。

针对这一痛点，北京声望声电技术有限公司研发的R-Cabin小混响室，专为汽车零部件吸声系数测量打造。经团队专项研究验证，R-Cabin混响室的测量精度与国际标准完全一致，作为编制《小混响室声学校准规范》的核心依据，充分证明其精度达到国际认可水平.

在研究验证中，团队首先梳理了大混响室的测量特性，参考 1982 年美国声学学报发表的相关研究：

R.E. Halliwell “Inter-Laboratory variability of sound absorption measurement” J. Acoust. Soc. Am. Vol. 73 (3), March 1982, pp 880-886

这篇论文中，研究人员选取了美国和加拿大的10个标准大混响室（体积在246-342m³之间），用同一种材料、同一规格的试件（面积6.69㎡，符合美国ASTM C423标准要求）测量吸声系数，对比分析实验数据。图1显示的就是这10个实验室，测量同一种50毫米厚玻璃纤维板的吸声系数结果。

  图 1 十个标准混响室测量50mm 玻璃纤维板的吸声系数的结果

从数据能看出，对于同一种材料，10个实验室测出的最大数值和最小数值相差0.19。比如在200赫兹频率下，实验室H测出的数值是0.72，而实验室D测出的只有0.53，最大差值达到了35.8%。不过值得注意的是，所有实验室测出的整体变化趋势是一致的。

随后，研究人员又用同一种50毫米厚玻璃纤维板，但在板材后面预留了400毫米的空腔，再次让这10个实验室进行测量，结果如图2所示。在250赫兹以上的高频段，测量结果和图1基本一致；但在80-200赫兹的低频段，测量结果的波动明显变大——在80赫兹时，最小的吸声系数是0.26，最大的竟然达到1.04。论文分析认为，这种误差可能是因为板材后面预留空腔后，各实验室对混响室侧面的处理方式不一致导致的。

j. Veen and P. Saha, “Feasibility of a Standardized Test Procedure for Random Incidence Sound Absorption Tests Using a Small Size Reverberation Room”, SAE Technical Paper 2003-01-1572.

这些研究中，科研人员选用了3个大混响室（体积170-230m³，试件面积6.69㎡，符合美国标准）和11个Alpha Cabin小混响室（试件面积1.12㎡），对三种材料进行吸声系数测量，分别是：25毫米厚玻璃纤维板、50毫米厚玻璃纤维板、25毫米厚海绵。最终对比的是3个大混响室测量结果的平均值，和11个Alpha Cabin测量结果的平均值。

其他国际品牌的Alpha Cabin与大混响室的测量结果对比如图3所示，其中25毫米厚玻璃纤维板在1000赫兹频率下，测量误差超过10%；图4、图5分别是锐达Alpha Cabin与大混响室的测量结果对比，25毫米厚海绵在1000赫兹频率下误差超10%，50毫米厚海绵在400赫兹频率下误差甚至超过20%。

文章同时给出11 个 Alpha Cabin 之间的测量误差， 图6 为对于50mm 海绵在11 个Alpha Cabin中的测量结果的平均值和标准误差。

结合该品牌Alpha Cabin的测试结果，团队总结出以下结论：

与大混响室相比，Alpha Cabin在低频段测量误差更大且数据偏低，部分频率误差超20%；同一样品在11台Alpha Cabin中测试，亦呈现低频段误差大于高频段的特征，且所有实验均以平板状材料为测试对象。研究结果明确了Alpha Cabin的测量误差特征，为其测量精度优化及工程应用中的数据校正提供了基础参考。

在以上研究的基础上，声望技术团队针对自主设计的R-Cabin小混响室，展开了专门的测量精度与校准方法研究。和国外同类产品相比，R-Cabin有一个明显优势：除了常规的6m³标准箱体，还额外设计了9m³的箱体，其地板面积达到 2.590 × 1.940 ㎡，能够满足卡车相关零部件的测试需求，更贴合国内汽车行业对整车内饰的测试要求。

  3. 明确不同箱体对应的试件面积范围：6m³ 箱体的试件面积控制在 1.0 - 1.5㎡，9m³ 箱体控制在 1.8-3.0 ㎡，从源头规避试件面积不当对测量结果的影响。

声望技术用25毫米厚BASF标准样品，分别在大混响室（样品面积10㎡）和6m³R-Cabin（样品面积1.41㎡）、9m³R-Cabin（样品面积2.88㎡）中进行测试，结果如图7所示。（注：目前大混响室的数据仅来自一个标准混响实验室，声望技术的相关数据整理工作仍在进行中。）

关于R-Cabin的校准方法，团队也形成了完善的流程：首先选用标准样品送到中汽研等权威机构进行测试，获取权威测试报告（如图9）；客户拿到同款标准样品后，用自己的R-Cabin进行测试，再将测试数据与中汽研的权威数据对比，即可完成设备校准。目前，来自天津普拉那的标准样品对比数据和图谱（如图10），也已成为校准参考依据。

图9 选用标准样件送中汽研进行测试报告

图10 来源天津普拉那的标准样件对比数据和图谱

通过R-Cabin相关测试研究发现，R-Cabin可准确反映材料吸声系数的递增趋势且中高频段测量效果较好，仅在400Hz以下低频段存在较大测量误差，因此更适用于中高频段吸声系数测试，同时同一台R-Cabin多次测量的重复性良好；对于同一种平面材料，小面积样品会出现“低频测量值偏低、高频测量值偏高”的现象，且该现象会随样品面积增大而逐渐消失，这也意味着多个小混响室进行横向对比时，必须使用同一大小的样品才能保证对比结果的准确性。此外，不同R-Cabin之间的对比测试将采用同一批次25毫米厚BASF标准样品，目前相关测试数据仍在汇总中，具体测量结果将在后续公布，本研究结论为R-Cabin的合理应用、测试方法规范及测量精度保障提供了重要参考。

目前，声望R-Cabin已形成完善的校准方法，客户可通过简单的标准样品对比，完成设备校准，相关参考数据和图谱也已完善，声望技术R-Cabin已达到与国际水平一致的高度。此次关于R-Cabin测量精度的研究，不仅为这款设备的实际应用提供了科学的精度控制方法和操作规范，也为小混响室在汽车行业的标准化应用积累了宝贵的实践数据，为国内汽车工业车用材料的吸声性能检测提供了切实可行的技术方案。

北京声望声电技术有限公司相关负责人表示，后续将持续完善R-Cabin的测试数据体系，完成不同设备间的横向对比研究，同时配合中国计量院推进《小混响室声学校准规范》的编制工作，为行业提供更精准、更标准化的吸声系数测量解决方案，助力国内汽车工业在声学设计和材料检测领域的进一步发展。