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在聲學(xué)工程、噪音檢測(cè)、音響調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)室聲學(xué)測(cè)量工作中，聲場(chǎng)是繞不開的基礎(chǔ)核心概念。
簡(jiǎn)單來說，只要有聲波傳播、存在聲音分布的空間區(qū)域，都可以統(tǒng)稱為聲場(chǎng)。根據(jù)空間邊界條件、聲波反射規(guī)律以及傳播環(huán)境的差異，我們?nèi)粘９ぷ髦凶畛Ｓ玫穆晥?chǎng)，主要?jiǎng)澐譃槿箢悾鹤杂蓤?chǎng)、擴(kuò)散場(chǎng)、半擴(kuò)散場(chǎng)。
同時(shí)在聲學(xué)實(shí)測(cè)場(chǎng)景里，近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)也是高頻用到的專業(yè)概念，弄懂這些，才能做好聲學(xué)測(cè)試與環(huán)境降噪設(shè)計(jì)。
一、什么是自由場(chǎng)？
自由場(chǎng)是聲學(xué)條件最純凈的一種聲場(chǎng)形態(tài)。
在均勻、性質(zhì)穩(wěn)定的傳播介質(zhì)中，空間四周的界面邊界對(duì)聲波幾乎不產(chǎn)生反射干擾，聲波只會(huì)從聲源向外直線傳播，只有直達(dá)聲，沒有任何反射聲疊加。
專業(yè)場(chǎng)景里，消聲室就是人工打造的標(biāo)準(zhǔn)自由場(chǎng)。室內(nèi)全部采用強(qiáng)吸聲結(jié)構(gòu)與專用吸聲材料，盡可能消除墻面、頂面的聲波反射，為精密聲學(xué)測(cè)試提供純凈環(huán)境。
自然環(huán)境中，空曠無遮擋的原野、開闊高空無風(fēng)環(huán)境，也可以近似等效為自由場(chǎng)條件。
二、什么是擴(kuò)散場(chǎng)？
擴(kuò)散場(chǎng)也常被稱作混響場(chǎng)，和自由場(chǎng)剛好相反。
這類空間內(nèi)的聲能量分布非常均勻，聲波在空間內(nèi)不斷來回反射，傳播方向雜亂無章、向四面八方均勻擴(kuò)散。整個(gè)空間形成持續(xù)的無序混響狀態(tài)，沒有明顯的單一傳播方向。
專業(yè)的混響室是擴(kuò)散場(chǎng)的典型代表。無論把聲源放在室內(nèi)哪個(gè)位置，空間任意點(diǎn)位的聲壓大小基本一致，聲能密度分布均衡，非常適合用來做聲功率、吸聲系數(shù)等聲學(xué)參數(shù)檢測(cè)。
三、什么是半擴(kuò)散場(chǎng)（半自由場(chǎng)）？
半擴(kuò)散場(chǎng)也叫半自由場(chǎng)，是工程現(xiàn)場(chǎng)最常見的聲場(chǎng)環(huán)境。
這類空間整體面積開闊，墻面、天花板的聲波反射作用微弱，可以直接忽略不計(jì)，唯獨(dú)保留地面的聲波反射作用，其余界面無明顯反射干擾。
相比于標(biāo)準(zhǔn)自由場(chǎng)和擴(kuò)散場(chǎng)，半擴(kuò)散場(chǎng)對(duì)環(huán)境搭建要求更低、更貼近現(xiàn)實(shí)工地、戶外場(chǎng)地、普通室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)。
專業(yè)精密聲學(xué)檢測(cè)一般優(yōu)先選用消聲室、混響室標(biāo)準(zhǔn)聲場(chǎng)；而常規(guī)工程驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)噪聲測(cè)試，大多可以在半擴(kuò)散場(chǎng)條件下完成測(cè)量。
四、聲學(xué)測(cè)量必備：近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)
除了三大聲場(chǎng)分類，近場(chǎng)、遠(yuǎn)場(chǎng)是聲學(xué)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、設(shè)備噪音測(cè)試中必須掌握的劃分邏輯。
行業(yè)通用劃分標(biāo)準(zhǔn)：
取設(shè)備外形兩倍尺寸，或是聲源最低發(fā)聲頻率對(duì)應(yīng)的一個(gè)聲波波長，兩個(gè)數(shù)值中取更大的一個(gè)作為分界距離。
小于該分界距離的區(qū)域，稱為近場(chǎng)
近場(chǎng)范圍內(nèi)，聲壓與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度相位不同，聲場(chǎng)分布復(fù)雜、波動(dòng)大，測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，不適合做標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)取值。
大于該分界距離的區(qū)域，稱為遠(yuǎn)場(chǎng)
遠(yuǎn)場(chǎng)聲場(chǎng)規(guī)律穩(wěn)定，聲壓和質(zhì)點(diǎn)速度保持同相位，數(shù)據(jù)重復(fù)性好，我們常規(guī)的噪音檢測(cè)、聲源聲級(jí)測(cè)量，基本都選擇在遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行采樣。
結(jié)語
自由場(chǎng)、擴(kuò)散場(chǎng)、半擴(kuò)散場(chǎng)構(gòu)成了聲場(chǎng)的基礎(chǔ)分類，近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)劃定了聲學(xué)測(cè)量的有效取值范圍。
無論是做實(shí)驗(yàn)室精密檢測(cè)、會(huì)議室聲學(xué)改造、教室聲場(chǎng)優(yōu)化，還是工業(yè)設(shè)備噪聲驗(yàn)收，只有分清不同聲場(chǎng)的特性與適用場(chǎng)景，才能保證測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、工程方案落地靠譜。