将看似高深的声学原理与我们的日常生产生活联系到了一起,把“声音”变成了我们看得见、用得着的产品——9月8日,中科院声学所青岛分所红岛新园区正式启用,配置顶尖的水声、空气声实验室也开始正式投入运营。近日,记者深入中科院声学所青岛分所红岛新园区,了解“声学”研究的奥秘。

图为全消声实验室。实验室六面都安装有消声尖劈,通过这种特殊消声装置,可以最大程度地降低实验室内的噪音。图为全消声实验室。实验室六面都安装有消声尖劈,通过这种特殊消声装置,可以最大程度地降低实验室内的噪音。
水下全消声实验室。水下全消声实验室。

  青岛声学研究源远流长

  说到“声学研究”,不少人觉得陌生,但中科院声学所青岛分所所长慈国庆却觉得这项研究一点也不抽象。

  “我们所的声学研究主要包括水声学和空气声学。水声学很容易理解,你在军事题材的影视作品里看到的声呐兵,利用‘声呐’完成水下探测和通讯任务,这个‘声呐’就是利用声波在水中传播的特性。空气声学就更简单了,你平时使用的手机扩音器、收听器、语音识别等功能,都是利用空气声学产品实现的。”慈国庆向记者解释道。

  “别看中科院声学所青岛分所才刚启用,但是青岛的声学研究传统却源远流长,”说起青岛声学研究的历史,慈国庆如数家珍,“青岛对声学尤其是水声学的理论研究和科研实践,自北海研究站时起就很重视,青岛独特的海洋地域特色,也让我们北海研究站在海洋声学技术与装备方面拥有强大的技术优势,并且发挥其在水下目标声特性、海洋环境噪声、信号与信息处理领域的特长,为声呐设计、目标探测与识别提供理论基础及技术支持。”

  慈国庆笑着说:“只要有我们研发的水声换能器,就能把声能与电能进行转换,这样我们在水下不光有了嘴,同时还有了眼睛和耳朵,不仅能发出信息,更能观察发现和接受信息。声学在水下安保、深部钻测、海洋观测等各个领域都发挥了不可替代的重要作用。”

  这个“声学所”不简单

  慈国庆用“先进”两个字来形容新启用的中科院声学所青岛分所。

  “我们声学所青岛分所的全消声、半消声、混响、隔声及撞击、驻波管、管道消声器六个空气声实验室和一个水下全消声实验室,已经达到国内配置最顶尖的实验室行列!”慈国庆说到自家的实验室,一脸自豪。“以全消声实验室为例,这个实验室六面都安装有消声尖劈,通过消声尖劈这种特殊消声装置,可以最大程度地降低实验室内的噪音,一般的实验室要求最低需达到12分贝,但我们这个全消声实验室最低到6分贝,这样一来就能提高实验的精确度,也能打造更高品质的产品。”

  记者跟随研究员们一起参观了声学所的几个重点实验室,并亲身体验了慈国庆引以为傲的全消声实验室。

  进入实验室,记者看到了六面尖劈,并亲身体验了低分贝的环境。经过六面尖劈的消声,实验室内分贝值远低于我们正常生活环境,记者甚至出现了耳鸣等不适感,实验室的研究员告诉记者,这是人体对于分贝过低的正常反应。

  随后记者又参观了其他几个实验室。“这是一个半消声实验室,空间内五个面都安装了消声尖劈,这样可以对电视设备、汽车等产品的声音性能方面进行精确测试;管道消声器实验室配有自动生风装备和音响设施,可以模拟轨道交通在运行时的噪音情况;隔声及撞击实验室主要是针对隔音装备或材料的性能进行研发测试,主要用在装饰材料、门窗等家用建材类产品研发上……”研究员们向记者介绍了不同实验室的性能。

  除了进行产品的研发之外,声学所青岛分所的实验室还通过了山东省质量技术监督局专家组评审,获得CMA(中国计量认证)实验室资质,可以作为第三方检测机构提供服务,对各类管道消声器及消声末端、隔声材料、吸声材料等产品进行检测,并出具CMA实验室资质认证的检测报告。慈国庆表示,今后空气声实验室将建设一套综合的测试平台及大数据库系统,在对各种测试产品的数据进行数字化管理的基础上,做好数据的存储、分析、查询、应用,为科研工作以及产品研发提供重要的支撑作用。

  让声学研究真正融于青岛产业

  “科研工作不仅要在理论上有突破,更重要的是将其变为‘生产力’,真正实现技术应用。”慈国庆介绍说,“青岛以往的声学研究以科学考察、理论及应用基础研究为主,主要着眼于国家安全领域,但新建成使用的青岛分所将扩大研发范围,在继承以往的科研优势基础上,更加着眼于青岛地方重点产业的行业应用,尤其是在海洋产业、轨道交通和智能家电领域发挥声学研究的成果。”

  目前,声学所在海洋声学研究领域已经取得了不少成果:海洋生物声学技术研究获得山东省科技发展计划项目支持,重点开展渔业声学装备研发以及海洋牧场综合评估管理系统研究,这些研发技术的实现将进一步推动青岛海洋产业的发展。

  除此之外,声学所青岛分所还将聚焦轨道交通业。慈国庆告诉记者:“目前青岛的轨道交通运行噪声指数仍然不低,从市民乘车的实际体验来看,不管是车内的低频噪声,还是站台上可以听到的运行噪音,都让乘客的乘车舒适度受到了影响,我们今后也将在轨道交通领域重点研发新产品。”据了解,声学所目前已经自主研发一款吸声降噪材料——敷板式吸声降噪器,不仅能降噪,而且阻燃、耐腐蚀、抗老化,可以在满足超薄要求的前提下,实现降噪75%,达到国际先进水平,这款产品也已与青岛的轨道交通行业达成初步合作意向,提高轨道交通乘客的舒适度,真正实现“安静地铁客车”。

  “说到降噪,我们的声学产品同样可以与智能家电行业挂钩。”慈国庆说到,“现代人对于家电品质的要求越来越高,除了功能越来越多元化之外,最大限度地减轻家电运行过程中的噪音产生也是企业追求的一个目标,我们的声学研究同样可以针对这些需求,做出有针对性的研发,将科研成果更好地服务于企业发展。”(青岛日报/青岛观/青报网记者 任晓萌 文/图)

  责任编辑:孙艳君