一种干涉型宽频消声器制造技术

本发明专利技术涉及一种干涉型宽频消声器，包括传声主管和传声副管，在传声主管和传声副管之间通过若干连接管连接；前述的若干连接管分为主连接管和副连接管，且主连接管和副连接管的长度不相同；其中，传声主管为设置在基体材料内部的孔状结构，传声副管同样为设置在基体材料内部的孔状结构；本发明专利技术通过优化传声主管和传声副管之间的连接结构，根据连接结构的传声特性来确定相关参数，进而实现消声带宽和消声量。

An interference type broadband muffler

【技术实现步骤摘要】
一种干涉型宽频消声器
本专利技术涉及一种干涉型宽频消声器，属于音频声学和环境噪声控制领域。
技术介绍
近年来，随着工业化规模的扩大和城市化程度的提高，噪声污染已经亟待解决的重要问题；对于噪声的控制和消除，常规的方法是利用厚重的墙体或者设计特殊结构的声屏障进行隔离，此外，一些具有局部谐振效应的声学器件也能对声波进行吸收，达到减弱噪声的目的。如申请号为201410383822.2的专利技术公开了一种宽频片式消声器，其包括消声片外壳，由两侧的穿孔吸声面板、上下盖板和两端封头组成，两穿孔吸声面板的内侧均设置有一定厚度的微粒吸声板，微粒吸声板与穿孔吸声面板之间填充一定厚度的吸声材料制作成吸声层，吸声材料采用三聚氰胺或玻璃棉，两微粒吸声板之间设置有隔板，隔板、微粒吸声板与消声片外壳围成一定厚度的空腔，所述空腔仅通过微粒吸声板上的连通孔隙与外界连通，该空腔作为背腔而形成微孔共振吸声结构；但是，此结构对于消除噪声的设计有局限性，无法实现对宽频带宽的噪声进行有效抑制；同时，对噪声进行消除的声学器件多为封闭状结构，无法实现在抑制噪声的同时保障空气的正常流通。
技术实现思路
本专利技术提供一种干涉型宽频消声器，通过优化传声主管和传声副管之间的连接结构，根据连接结构的传声特性来确定相关参数，进而实现消声带宽和消声量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种干涉型宽频消声器，包括传声主管和传声副管，在传声主管和传声副管之间通过若干连接管连接；前述的若干连接管分为主连接管和副连接管，且主连接管和副连接管的长度不相同；其中，传声主管为设置在基体材料内部的孔状结构，传声副管同样为设置在基体材料内部的孔状结构；作为本专利技术的进一步优选，传声主管孔状结构的横截面为规则形状或不规则形状；作为本专利技术的进一步优选，传声主管孔状结构的横截面是规则形状时呈圆形或者正方形或者三角形；作为本专利技术的进一步优选，传声副管孔状结构的横截面为规则形状或不规则形状；作为本专利技术的进一步优选，传声副管孔状结构的横截面是规则形状时呈圆形或者正方形或者三角形；作为本专利技术的进一步优选，前述的连接管为用于连接传声主管、传声副管的孔状结构，且连接管孔状结构的横截面为规则形状或不规则形状；作为本专利技术的进一步优选，传声主管呈直线形或者螺旋形管道形状设置；传声副管呈直线形或者螺旋形管道形状设置；作为本专利技术的进一步优选，连接管呈直线形或者螺旋形管道形状设置；作为本专利技术的进一步优选，前述的基体材料选用金属或者非金属材料制作。通过以上技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过设计多个管道截面或管道长度不同的连接管，使不同连接管的声波相位满足多频率点的透射干涉相消，这样在声波透射端降低声波的声能量辐射，从而实现宽频带的声波透射抑制；2、本专利技术利用多连接管将传声主管和传声副管进行连接，在对宽频噪声透射抑制的同时保障了空气的顺畅流通。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的优选实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术的优选实施例的声学分析理论模型；图3是本专利技术的优选实施例的副连接管在不同长度下声波的透射谱；图4是本专利技术的优选实施例主连接管、副连接管声程之比为1:2时的透射谱。图中：1为传声主管，2为传声副管，3为主连接管，4为副连接管。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，本专利技术包括以下特征结构：1为传声主管，2为传声副管，3为主连接管，4为副连接管。本专利技术的一种干涉型宽频消声器，包括传声主管和传声副管，在传声主管和传声副管之间通过若干连接管连接；前述的若干连接管分为主连接管和副连接管，且主连接管和副连接管的长度不相同；其中，传声主管为设置在基体材料内部的孔状结构，传声副管同样为设置在基体材料内部的孔状结构；本申请为何将若干的连接管分为主连接管和副连接管，同时限定主连接管和副连接管的长度不相同，以100HZ-2000HZ的声波抑制作为集中讨论，在实验中，设定若干的连接管的其中一根为主连接管，其与为副连接管，图2所示，通过简化不改变原有的声学特性，使其更有利于进行声学分析，根据局域描述分析法，连续性条件以及声阻抗传播方程，可以描述出结构中的声学性质，包括声压，声速度以及声阻抗；通过计算我们可以得到本专利技术的声透射系数：其中G＝4s(-as1-bs2+ab2s1+a2bs2)H＝(A+B+C)*(A-B+C)A＝s-s1-s2B＝s(a+b)+s1(a-b)+s2(b-a)C＝(s+s1+s2)ab其中:Pta,Pia分别为透射端和入射端声压幅值，s,s1,s2分别表示传声主(副)管、主连接管、副连接管的横截面积；l1、l2分别表示主连接管和副连接管的声程,i表示虚数虚数单位,k表示波矢，A、B、C是中间参数无实际物理意义。当考虑0HZ-2000HZ的声波时，为了叙述方便，将l1、l2分别定义为主连接管声程长度、副连接管声程长度，在主连接管声程长度l1和副连接管声程长度l2相等的情况下，这个声波的波长由消声带宽的中心频率确定，即波长λ＝c/fc，这里c为空气中的声速度，fc为消声带宽中心频率，以此类推当有多根连接管且l1、l2不等时，可以依次把副连接管声程长度设计为主连接管的奇数倍，其中：n为正整数，l1决定消声频带的中心频率c为空气中的声速度，△l表示最长连接管与最短连接管(主连接管)之间的差值，且l1和△l决定消声频带的带宽为了改变透射谱的波谷位置，在对称情况下需要更改连接管的长度，要想有大范围的变化，需要大范围的改变连接管的长度；图3所示是结构的透射谱，通过改变副连接管的长度，可以改变透射谱，进而寻找合适的管长使结构具有更好的应用性；接着我们通过改变连接管的对称性，即让主连接管和副连接管的声程长度不一致，即l1、l2不相等，对透射谱进行调谐，所述的透射谱调谐是指调谐不能够透过的声波频率，由图3可以知道，在一定范围内当l2变长时结构的消声性有所提高；透射波谷的出现是因为在这个频率下声音产生干涉引起，具体的说是因为体积速度大小相等方向相反造成了声能量的相互抵消；实验发现主连接管声程长度等于声波波长四分之一的奇数倍时，消声效果最好；通过上述实验，最终得出图1所示的本申请的一个优选实施例：消声结构的材料为金属，包括传声主管和传声副管，传声主管、传声副管分别为声波波导，入射声波从传声主管的一端垂直射入，由传声副管端透射，声波的传输介质为空气，连接管用于连接传声主管和传声副管，其中连接管一共设有三根，中间的一根连接管为主连接管，剩余两根为副连接管，副连接管均匀分布在主连接管周围，两根副连接管交错形成X形结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干涉型宽频消声器，其特征在于：包括传声主管和传声副管，在传声主管和传声副管之间通过若干连接管连接；/n前述的若干连接管分为主连接管和副连接管，且主连接管和副连接管的长度不相同；/n其中，传声主管为设置在基体材料内部的孔状结构，传声副管同样为设置在基体材料内部的孔状结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种干涉型宽频消声器，其特征在于：包括传声主管和传声副管，在传声主管和传声副管之间通过若干连接管连接；
前述的若干连接管分为主连接管和副连接管，且主连接管和副连接管的长度不相同；
其中，传声主管为设置在基体材料内部的孔状结构，传声副管同样为设置在基体材料内部的孔状结构。


2.根据权利要求1所述的干涉型宽频消声器，其特征在于：传声主管孔状结构的横截面为规则形状或不规则形状。


3.根据权利要求2所述的干涉型宽频消声器，其特征在于：传声主管孔状结构的横截面是规则形状时呈圆形或者正方形或者三角形。


4.根据权利要求1所述的干涉型宽频消声器，其特征在于：传声副管孔状结构的横截面为规则形状或不规则形状。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，沈浪，倪中华，殷国栋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32