由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩制造技术

本实用新型专利技术提出一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，包括耳罩架体、外壳、外表装饰层和内部充填层；内部充填层固定在耳罩架体和外壳内，并通过外表装饰层封闭；所述内部充填层由开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊组成；所述充绒无骨架气囊采用轻质柔性材料缝制成气囊，气囊中填充有天然羽绒。本实用新型专利技术创造性的采用开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊作为内部充填材料，制备隔声效果好的轻质耳罩，在人耳敏感区域范围内，这种轻质耳罩具有良好的吸声和隔声作用。

【技术实现步骤摘要】
由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩
本技术涉及声学领域，具体为一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩。
技术介绍
一般耳罩结构由两部分组成，外层为皮质层或装饰布层，内部为充填层。耳罩的主要作用是隔声，降低背景噪声，不影响耳机的工作环境，使听者获得优质的耳机声音效果。从目前耳罩采用的材料可以看出，外层皮质层或装饰布层由于较薄，隔声性能较差，吸声性能也差；内部充填层一般采用海绵或泡沫软垫等多孔骨架结构，相比外层皮质层或装饰布层具有较好的吸声性能。多孔骨架结构的吸声原理是：当声波进入多孔骨架结构中时，引起孔中空气运动，进而引起空气与骨架壁面间的摩擦产生热，从而将声能转化为热而消耗。多孔骨架结构分为硬质骨架结构和软质骨架结构，硬质骨架结构如泡沫铝，铝作为骨架材料，在结构上相互连贯，构成整体多孔结构，软质骨架结构指构成骨架的材质是具有柔韧性的结构，如海绵。在硬质骨架结构中，硬质骨架能够使声波多次反射，硬质骨架本身在声波的作用下基本不产生振动，因此不会二次向外辐射声波；由于存在多次反射作用，且基本不产生振动，因此硬质骨架结构对声波的转化能力较强，吸声性能优异。而在海绵等软质骨架结构中，由于骨架为软质结构，在声波的作用下会产生骨架振动而向外二次辐射声波，故对声波转化能力较小，所以软质骨架结构的吸声性能远不如硬质骨架结构。目前现有耳罩结构中内部充填层主要就属于软质骨架结构，为了提高隔声性能，采用的手段只有增加来声方向的软质骨架结构厚度，故一般好的耳罩都比较厚，但长时间佩戴较厚的耳罩，易产生闷热不适感。此外多孔结构在低频段的吸声性能比较差，这是因为声波与电磁波一样是一种能量波，能量的大小随频率而变，频率低能量就小，频率高能量就高。声波的频率在20Hz—20KHz范围内，在低频范围其能量就非常低。当声波遇到障碍物时，如果能够将其推动，那么声波就可以转化为其它能量形式，如声波进入多孔结构孔中，推动空气分子的运动，进而使空气与材料壁面摩擦产生热能，将声能转化为热，从而将声音消除。对于低频声而言，其能量很低，由于孔中空气运动受到与壁面之间的摩擦阻力的影响，无法推动空气运动，此时声波显示其波动性而绕过孔道传播出去，因此，一般多孔结构的低频吸声性能差。
技术实现思路
为解决传统耳罩采用软质骨架结构作为内部充填层存在的隔声效果不理想，佩戴有闷热感，以及低频吸声性能差的问题，本技术提出一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，创造性的采用开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊作为内部充填材料，制备隔声效果好的轻质耳罩，在人耳敏感区域范围内，这种轻质耳罩具有良好的吸声和隔声作用。开孔型多孔玻璃属于硬质多孔骨架结构，吸声性能优于海绵等软质多孔骨架结构，平均吸声系数在0.6—0.8，而且开孔型多孔玻璃相比于泡沫铝等开孔型泡沫金属，不仅吸声性能优异，而且具有轻质(容重小于0.7g/cm3)、环境友好、对人体无害、透气性佳，加工工艺简单，成本低等优势，采用盐模烧结法制备开孔型多孔玻璃，可以有效控制多孔玻璃孔径、孔隙率和成品尺寸，可以控制吸声性能。但单纯使用开孔型多孔玻璃作为内部充填层也存在结构过硬，佩戴不舒适等问题。充绒无骨架气囊是将天然羽绒充填到具有一定形状的袋中，由于羽绒自身具有一定的张力，即可以恢复其天然形状能力，故在填充后自动形成充气囊。具有超轻、易加工、所需形状可以根据实际需要确定及价格低廉等优势；制备方法简单，材料易得，具有商品化的前景。羽绒一般作为服装和被褥等的填充物，具有轻便、保暖和舒适等特点，广泛应用于人们的日常生活中。但申请人在研究过程中发现羽绒，尤其的天然羽绒的结构非常独特，若经过合理的使用是可以具有良好的吸声性能的，由于其吸声机理与骨架多孔结构不同，尚无对于羽绒材料吸声性能的研究和应用。在微观下可以观察到，在动物羽毛的根部生长着细长的绒，与梗相连，将这些绒与梗剥离后被称为天然羽绒。天然羽绒的结构非常独特，每根绒上有整齐排列非常细小的绒毛，绒毛间距小于1mm。绒毛的一端固定在绒上，另一端没有固定，受力时可以在空中摆动。单根绒的直径一般为十分之几毫米，长度一般在1cm—5cm不等，受力时可以向任何方向自由弯曲。绒上面的单根绒毛的直径是微米级，长度小于1mm，质量极轻。羽绒的这种结构在遇到声波时，声波的能量可以使绒毛摆动，也可以使绒移动，从而将声能转变为机械能，这就是羽绒的吸声机理。由于羽绒是鸟类自然长成的，绒的大小是非规则的，有长有短，大小不一，因此对不同频率的声波都有吸声作用。低频声可以引起绒毛的摆动，高频声可以引起绒毛的摆动和绒的移动，因而羽绒呈现出优异的宽频吸声性能。气囊表面材料应为可以透过声波的材质，最佳选择是有孔材料，如布、皮革，这样声波从空气中可以容易导入气囊中。从声学知识可知，当空气的特性阻抗(ρc)与材料表面的特性阻抗匹配时，即二者特性阻抗相近，声波容易导入。有孔隙的材料(如布)的表面有大量孔，使材料表面的密度减小，特性阻抗与空气接近，声波可以通过孔隙传入气囊中。而如果选择无孔材料，那么材料的密度要选择越小越好，使其与空气的特性阻抗接近，如选用轻质薄膜材料也可。基于上述原理，本技术的技术方案为：所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，包括耳罩架体、外壳、外表装饰层和内部充填层；内部充填层固定在耳罩架体和外壳内，并通过外表装饰层封闭；其特征在于：所述内部充填层由开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊组成；所述充绒无骨架气囊采用轻质柔性材料缝制成气囊，气囊中填充有天然羽绒。进一步的优选方案，所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：所述轻质柔性材料采用有孔材料。在申请人的研究中发现，充绒密度会影响气囊吸声性能，气囊中的天然羽绒充绒密度不能多也不能少，羽绒用量太少时，没有足够的绒毛作用，转化声波的能力小，故吸声性能不佳，而羽绒用量过多时，吸声性能也会大幅下降，经过分析发现其原因是：羽绒用量过多时，绒枝会相互缠绕，阻碍绒毛的运动，进而导致吸声能力下降。因此，进一步的优选方案，所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：气囊中天然羽绒的充绒密度为0.005g/cm3～0.1g/cm3。采用开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊作为内部充填层，其结构可以采用分层结构，如玻璃+气囊+玻璃、玻璃+气囊、气囊+玻璃+气囊，当然也可以更多层，此外也可采用嵌套结构，如气囊整体将玻璃包覆；此外在分层结构中，气囊可以是整体形成的单个气囊，也可以是多个小气囊；而开孔型多孔玻璃可以是中空圆柱结构或实心圆柱结构。因此，进一步的优选方案，所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：所述内部充填层采用分层结构，由开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊依次组成。进一步的优选方案，所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：所述充绒无骨架气囊采用单个整体气囊或由多个小气囊组成。进一步的优选方案，所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：所述开孔型多孔玻璃采用中空圆柱结构或实心圆柱结构。进一步的优选方案，所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：所述内部充填层采用嵌套结构，充绒无骨架气囊将开孔型多孔玻璃整体包覆其中。有益效果本技术的有益效果为：1、制备耳罩的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，包括耳罩架体、外壳、外表装饰层和内部充填层；内部充填层固定在耳罩架体和外壳内，并通过外表装饰层封闭；其特征在于：所述内部充填层由开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊组成；所述充绒无骨架气囊采用轻质柔性材料缝制成气囊，气囊中填充有天然羽绒。

【技术特征摘要】
1.一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，包括耳罩架体、外壳、外表装饰层和内部充填层；内部充填层固定在耳罩架体和外壳内，并通过外表装饰层封闭；其特征在于：所述内部充填层由开孔型多孔玻璃和充绒无骨架气囊组成；所述充绒无骨架气囊采用轻质柔性材料缝制成气囊，气囊中填充有天然羽绒。2.根据权利要求1所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：所述轻质柔性材料采用有孔材料。3.根据权利要求1或2所述一种由开孔型多孔玻璃与气囊构成的隔声耳罩，其特征在于：气囊中天然羽绒的充绒密度为0.005g/cm3～0.1g/cm3。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：林蔚东，陈颖豪，宁伟，党博，聂瑞欣，张婷颖，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61