一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置，包括声腔，声腔由弹性板和多个全反射壁面围合而成，声腔中与弹性板相对的全反射壁面安装有薄膜；声腔的外侧设有薄膜背腔，该薄膜背腔覆盖薄膜，薄膜背腔中与薄膜所在壁面相对的壁面安装有扬声器，薄膜背腔的外侧设有扬声器背腔，该扬声器背腔覆盖扬声器，扬声器还连接有控制扬声器激励水平的反馈回路，该反馈回路的激励输入为薄膜背腔内的声压。与现有技术相比，本发明专利技术相比于传统的薄膜非线性能量阱结构，增加了电声结构；通过背腔体积、扬声器背腔体积、反馈增益等参数的优化设计，使非线性能量阱最优靶能量传递现象的激励下阈值减小了19倍。激励下阈值减小了19倍。激励下阈值减小了19倍。

A radiation noise suppression device for thin plate based on electroacoustic nonlinear energy trap

【技术实现步骤摘要】
一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置


[0001]本专利技术涉及噪声抑制
，尤其是涉及一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置。

技术介绍

[0002]设备工作过程中产生的振动，在封闭的空间内构成声腔，引起声腔噪声，会严重影响声腔内人员的舒适度及身心健康。
[0003]非线性能量阱相比于传统的减振器，由于其具有非线性刚度，可以在较宽的频率范围内实现能量衰减。
[0004]公开号为CN112857553A的专利技术公开了一种耦合薄膜非线性能量阱的声腔的降噪性能实验装置和方法，装置包括声腔、设置在声腔内的扬声器和麦克风、环形夹紧板、薄膜、激光测距仪和主机，声腔的一侧设有圆形开孔，该圆形开孔中安装有环形夹紧板，薄膜安装在环形夹紧板内，并且在声腔侧壁中可前后移动，激光测距仪位于声腔的外侧，探测薄膜中心点的位移；扬声器、麦克风和激光测距仪均连接主机；主机根据声腔声压、薄膜中心点位移和外界激励力，并通过实验装置两自由度理论模型获取声压频率响应曲线，从而判断声腔的降噪性能。
[0005]该方案仅通过薄膜构成的非线性能量阱进行降噪，但非线性能量阱最优靶能量传递现象的激励下阈值相对固定，难以进行优化。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有利于优化非线性能量阱最优靶能量传递现象的激励下阈值的基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置，包括声腔，所述声腔由弹性板和多个全反射壁面围合而成，所述声腔中与弹性板相对的全反射壁面安装有薄膜；
[0009]所述声腔的外侧设有薄膜背腔，该薄膜背腔覆盖所述薄膜，所述薄膜背腔中与所述薄膜所在壁面相对的壁面安装有扬声器，所述薄膜背腔的外侧设有扬声器背腔，该扬声器背腔覆盖所述扬声器，所述扬声器还连接有控制扬声器激励水平的反馈回路，该反馈回路的激励输入为薄膜背腔内的声压。
[0010]进一步地，所述反馈回路包括依次连接的背腔麦克风、滤波器、反馈增益设置组件和放大器，所述背腔麦克风位于所述薄膜背腔内，所述放大器连接所述扬声器。
[0011]进一步地，通过调整所述反馈回路的反馈增益、薄膜背腔的体积和扬声器背腔的体积，得到系统靶能量传递有效激励下阈值的最优参数。
[0012]进一步地，所述声腔的尺寸为长在0.9
‑
1.1m范围以内、宽在1.3
‑
1.5m范围以内，高在2.1
‑
2.3m范围以内，所述薄膜的薄膜半径在0.035
‑
0.045m范围以内，所述反馈回路的反
馈增益的取值在
‑
14至
‑
16范围以内，薄膜背腔的体积在0.120
‑
0.130m3范围以内，所述扬声器背腔的体积大于0.01m3。
[0013]进一步地，所述弹性板内设有板激励力的作用点，所述薄膜的安装位置中心点与所述板激励力的作用点的位置相对应。
[0014]进一步地，所述声腔为中空的长方体结构，所述声腔由一个弹性板和五个全反射壁面围合而成。
[0015]进一步地，所述薄膜背腔为中空的长方体结构。
[0016]进一步地，所述扬声器背腔为中空的长方体结构。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0018]本专利技术在弹性板
‑
声腔
‑
薄膜非线性能量阱多自由度系统中加入背腔，薄膜背腔另一侧安装扬声器，扬声器后接扬声器背腔，同时有控制扬声器激励水平的反馈回路，扬声器的激励输入为薄膜背腔的声压。此时的薄膜非线性能量阱扩展为电声非线性能量阱。
[0019]相比于传统的薄膜非线性能量阱结构，增加了电声结构。通过背腔体积、扬声器背腔体积、反馈增益等参数的优化设计，使非线性能量阱最优靶能量传递现象的激励下阈值减小了19倍。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例中提供的一种弹性板
‑
三维声腔
‑
薄膜非线性能量阱耦合系统示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例中提供的一种利用非线性能量阱抑制板的辐射噪声的方法流程图；
[0022]图3为本专利技术实施例中提供的一种声腔内f＝75
‑
85Hz，F＝10N
‑
450N声腔内声压响应图；
[0023]图4为本专利技术实施例中提供的一种声腔内f＝120
‑
130Hz，F＝250N
‑
3000N声腔内声压响应图；
[0024]图5(a)为本专利技术实施例中提供的一种在f＝75
‑
85Hz，F＝250N的激励水平下有无薄膜耦合的声腔内声压响应图；
[0025]图5(b)为本专利技术实施例中提供的一种在f＝120
‑
130Hz，F＝1500N的激励水平下有无薄膜耦合的声腔内声压响应图；
[0026]图6为本专利技术实施例中提供的一种激励时系统时域响应f＝80Hz，F＝250N的薄膜中心点位移图；
[0027]图7为本专利技术实施例中提供的一种激励时系统时域响应f＝125Hz，F＝1500N的薄膜中心点位移图；
[0028]图8为本专利技术实施例中提供的一种80Hz，t＝4.6
‑
4.8s，F＝250N中激励水平时系统时域响应图；
[0029]图9为本专利技术实施例中提供的一种弹性板
‑
声腔
‑
电声非线性能量阱系统示意图；
[0030]图10(a)为本专利技术实施例中提供的一种V
ls
＝0.005m3下F
b
随背腔体积V
e
和反馈增益k变化情况图；
[0031]图10(b)为本专利技术实施例中提供的一种V
ls
＝0.01m3下F
b
随背腔体积V
e
和反馈增益k
变化情况图；
[0032]图10(c)为本专利技术实施例中提供的一种V
ls
＝0.02m3下F
b
随背腔体积V
e
和反馈增益k变化情况图；
[0033]图10(d)为本专利技术实施例中提供的一种V
ls
＝0.03m3下F
b
随背腔体积V
e
和反馈增益k变化情况图；
[0034]图11为本专利技术实施例中提供的一种V
e
＝0.025m3系统最佳靶能量传递激励区间随反馈增益变化图；
[0035]图12(a)为本专利技术实施例中提供的一种V
e
＝0.025m3下F
b
随扬声器背腔体积V
ls
和反馈增益k变化情况图；
[0036]图12(b)为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置，包括声腔，其特征在于，所述声腔由弹性板和多个全反射壁面围合而成，所述声腔中与弹性板相对的全反射壁面安装有薄膜；所述声腔的外侧设有薄膜背腔，该薄膜背腔覆盖所述薄膜，所述薄膜背腔中与所述薄膜所在壁面相对的壁面安装有扬声器，所述薄膜背腔的外侧设有扬声器背腔，该扬声器背腔覆盖所述扬声器，所述扬声器还连接有控制扬声器激励水平的反馈回路，该反馈回路的激励输入为薄膜背腔内的声压。2.根据权利要求1所述的一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置，其特征在于，所述反馈回路包括依次连接的背腔麦克风、滤波器、反馈增益设置组件和放大器，所述背腔麦克风位于所述薄膜背腔内，所述放大器连接所述扬声器。3.根据权利要求1所述的一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置，其特征在于，通过调整所述反馈回路的反馈增益、薄膜背腔的体积和扬声器背腔的体积，得到系统靶能量传递有效激励下阈值的最优参数。4.根据权利要求1所述的一种基于电声非线性能量阱的薄板辐射噪声抑制装置，其特征在于，所述声腔的尺寸为长在0.9
‑
1.1m范围以内、宽在1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵建旺，赵慧红，杨金萌，罗琪孟，吴宪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：