第三章 設施修復後量測驗證實驗項目
第一節 聲場性能驗證實驗項目
R1消音箱之實驗設施可分為三大區塊，分別為R1迴響室、聲源室、及風管 測試段，其中聲源室與R1迴響室之功能主要涉及聲場量測部分，另風管測試段為 消音箱試件安裝測試段，在此段則有流場壓力之量測設備。以下就前揭之各區塊 實驗項目內容進行說明
一、R1迴響室
R1迴響室設計為一RC構造，建築結構為7面體之造型，其實驗目的為消音箱 實驗設施之受音室，故需要有一內部聲場穩定均勻之特性，原設計7面體之空間 特色為室內平面空間中各牆面為非平行面，另外天花板與地面亦非平行面，以防 止室內聲場產生駐波(Standing wave)之效應，即於某一頻率特定波長之聲波，
其波長恰好與室內兩壁面間之距離相似，此時將會造成能量之震動而使的迴響室 內之聲場劇烈震盪，形成室內之聲場均勻度不佳。
本研究依據CNS 15256/ISO 7235之規定，R1迴響室進行之性能驗證項目包含 迴響室背景噪音量測、聲場均勻度量測、及溫溼度偏差量量測等項目，各項目整 理分類如表3-1，相關內容分述如下
(一) 迴響室背景噪音量測
由於R1迴響室之主要功能係作為消音箱實驗設施接收側聲場量測，為避免
背景噪音過大對實際透過消音箱之聲場干擾，於測試規範中規定須做相關背景噪 音量測，以確定相關背景噪音量為可接受並符合測試規範。
表 3- 1 R1 迴響室聲場性能量測項目 R1迴響室聲場量測驗證項目表
項目 驗證參考規範 量測物理量
迴響室背景噪音 ISO 7235 5.3及ISO 3741規定 聲壓
聲場均勻度 ISO 3741 聲壓
溫溼度偏差 ISO 3741 溫度及濕度
(資料來源: 本研究整理)
於背景噪音量測時，主要參酌ISO 7235 5.3及ISO 3741規定及陳金文等之研究，
量測時採用測點均佈於迴響室內之量測方式，為避免迴響室內靠近四周壁面之局 部聲場之干擾，麥克風高度設定須大於1.5 m，朝向上方，另外各量測點位距離 四周牆面至少2 m，其佈設方式如圖3-1所示。
圖 3- 1 R1 迴響室背景噪音量測點位示意圖 (資料來源:陳金文等)
量測儀器採用B&K 4943 自由聲場麥克風、B&K TYPE 3560多頻道頻譜分析儀作為 訊號之接收與分析，進行聲壓量測前各量測麥克風先依照程序以B&K TYPE 4231
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聲音校正器進行靈敏度校正，以確保實驗精確度
(a) (b) (c)
圖 3- 2 R1 迴響室聲場量測儀器圖(a) B&K 4943 自由聲場麥克風(b) B&K TYPE 3560 多頻道頻譜分析儀(c) B&K TYPE 4231 聲音校正器
(資料來源:本研究整理) (二)聲場均勻度
聲場均勻度主要為檢測R1迴響室之室內空間於不同之位置，量測所得聲場值 大小，由於消音箱實驗中迴響室之功能為作聲功率量測使用，於CNS 15256/ISO 7235規範規定，為使聲場量測結果達到需要的精度，量測聲場時須做空間與時間 之平均，其中空間平均即為於迴響室內不同位置點做聲壓位準取樣，故對於迴響 室空間中之聲場均勻度需做一定之性能規範。
實驗中依照ISO 7235 5.3及ISO 3741規定及陳金文等之研究，以變換不同聲 源位置，搭配多點之麥克風測點進行聲場均勻度之檢測，各點位之配置如圖3-3 所示
圖 3- 3 R1 迴響室聲場均勻度量測點位示意圖 (資料來源:陳金文等)
其中聲源採用方向性聲源(JBL, SR-X series)為發聲聲源進行聲場激振，本測試以 變換5個不同聲源位置來進行多次量測，以確保迴響室之各個模態(Room mode) 能被充分的激發，而為使量測結果能精確，接收麥克風亦採用5不同位置點同步 接收方式進行，共需進行5次25點量測以求取聲場均勻度。
圖 3- 4 R1 迴響室聲場均勻度量測用 JBL 方向性聲源 (資料來源:本研究整理)
(三)溫溼度偏差測試
迴響室內之聲場量測原始參數為聲壓，由於聲波於空氣中傳播，空氣之溫度、
濕度之變化對聲波衰減具有影響，為求量測結果精確，ISO 7235 5.3及ISO 3741
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中有對迴響室內不同位置之溫濕度變化範圍有相關規定，研究參考其規定，採用 與背景噪音量測之點位方式(圖3-1)，進行不同點位之迴響室空間溫度及濕度量 測，量測儀器採用TSI AIR FLOW TA465儀器搭配溫溼度探棒進行迴響室室內之溫 濕度量測，可同步紀錄室內不同點位之溫度及濕度數據。
圖 3- 5 R1 迴響室溫溼度量測用 TSI AIR FLOW TA465 儀器搭配溫溼度探棒 (資料來源:本研究整理及TSI)
二、聲源室
在消音箱檢測中，噪音源係由安置於半無響空間之聲源室，搭配內置指向性 聲源所組成，此聲源室透過轉換段(Transition element; ISO 7235 5.2.2)銜接消音 箱測試段，相關配置如圖3-6所示
圖 3- 6 R1 迴響室聲源室與轉換段配置 (資料來源:本研究整理)
聲源室部分，依照CNS 15256/ISO 7235規範之內容，需進行聲場之量測檢核，包 含平面波聲場及量測定截面積風管之縱向衰減量兩項測試，於聲源室平面波模態
部分，規範之方式為採用聲源直接發聲及以聲源室，搭配內置指向性聲源所組成 兩種不同聲源配置方式，比較其測得之插入損失量，若兩種不同配置聲源所測得 之插入損失值符合差距範圍，則可確保聲源產生之聲場為符合平面波模態。
另外之定截面積風管之縱向衰減量則參考CNS 15256/ISO 7235規範附錄F 之規定方式，採由麥克風於管內沿軸向移動不同位置進行聲壓量測，以求得每單 位長度之衰減量，實驗項目整理如表3-2所示
表 3- 2 聲源室性能量測項目 聲源室聲場量測驗證項目
項目 驗證參考規範 量測物理量
平面波聲場 ISO 7235 附錄A 聲壓
縱向衰減量 ISO 7235 附錄F 聲壓
(資料來源: 本研究整理) 三、風管測試段
實驗設備之風管測試段部分，由於聲波通過安裝消音箱測試段後，需銜接後 端量測聲音能量之R1迴響室，此銜接段稱之為銜接組件(Transmission element)，
其功能為將聲波由測試段導引進入R1迴響室中，設施配置如圖3-7所示
圖 3- 7 消音箱風管測試段與 R1 迴響室間之銜接組件配置示意圖 (資料來源:本研究整理)
由於此銜接組件(Transmission element)之功能主要為導引聲波傳播進入後端迴響
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室中，為避免聲音能量之反射過多而造成透射部分損失，使量測之結果失真，依 據測試規範之內容需進行銜接組件之聲壓反射係數量測，量測內容整理如表3-3 所示
表 3- 3 風管測試段銜接組件性能量測項目 風管測試段-聲場量測驗證項目
項目 驗證參考規範 量測物理量
銜接組件聲 壓反射係數
ISO 7235 附錄B 聲壓
(資料來源: 本研究整理)
量測方式主要以單頻音為聲源，將麥克風沿銜接組件佈設後，沿軸向變換不同位 置進行聲壓量測，將所測得之聲壓值依照CNS 15256/ISO 7235規範附錄B之式(B.1) 計算反射係數，此反射係數值需符合規範之規定範圍。