一种低频宽带薄层吸声装置及降噪方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低频宽带薄层吸声装置及降噪方法，该吸声装置由长度不同的吸声单元在空间内紧凑排列而成，吸声单元包括穿孔盖板和底板，穿孔盖板和底板之间通过壁板隔开形成若干不同长度的细长空腔，每个细长空腔的两端在穿孔盖板上开设有两端小孔，根据实际应用中安装空间尺寸，通过折叠或卷曲将具有细长空腔的吸声单元排列于紧凑的空间中，实现宽带吸声和降噪。本发明专利技术提供的低频宽带薄层吸声装置能够以厚度低至数mm的超薄结构在中低频段获得宽带吸声和降噪效果，与现有的吸声材料和结构相比，厚度更薄、带宽更宽、空间适应能力更强，可广泛应用于飞机、高铁、汽车、船舶等各类装备和仪器设备的低频宽带降噪。和仪器设备的低频宽带降噪。和仪器设备的低频宽带降噪。

【技术实现步骤摘要】
一种低频宽带薄层吸声装置及降噪方法


[0001]本专利技术属于吸声
，具体涉及一种低频宽带薄层吸声装置及降噪方法。

技术介绍

[0002]噪声是一种在工业生产和生活环境中广泛存在的重要的环境污染，噪声的衰减是一个永恒的研究话题。特别是近年来，随着城市化进程的加速，一方面，现代机械和电子电器产品的类型越来越多，集成化和小型化的程度也越来越高，噪声的类型越来越复杂，导致降噪的难度越来越大；另一方面，随着人们生活品质的提升，对环境和产品的静音要求也越来越高，导致降噪需求日渐迫切。因此，对于现代家用家电产品、以及飞机/高铁/汽车/船舶等载运工具而言，有效衰减噪声，提高环境的声学品质，显得非常重要。在噪声衰减方法中，吸声是一种有效的方法，特别是对于封闭空间而言，可以有效降低混响。吸声材料或结构可以直接将声能转化为热能或弹性应变能而损耗掉，被广泛应用于各类厅堂和舱室等封闭或半封闭空间中进行声场控制。然而，采用纤维多孔材料、泡沫多孔吸声材料和微穿孔板吸声体等传统吸声方案，只有厚度超过波长的1/4时，才能实现宽带吸声。
[0003]由于传统吸声材料或结构只有达到一定厚度时，才能有效吸收低频声波，在很多应用中无法满足尺寸限制和轻量化要求。超结构的发展为具有亚波长厚度的低频吸声结构设计提供了新的可能，与传统材料和结构相比，超结构的最大特点是可设计性强，物理性能往往比传统结构更加优异，且尺寸是亚波长的。这些优点使得其可以很好的克服传统吸声材料和结构的不足，在各类工程领域具有重要的应用价值。然而，目前报道的超结构吸声体，存在厚度和带宽难以兼顾的问题，厚度薄时带宽窄，依然很难应用于飞机、高铁、汽车等空间狭小的装备应用场合。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有吸声技术的不足，提供了一种低频宽带薄层吸声装置及降噪方法，用于以超薄厚度的结构实现更宽频带更低频率范围内的吸声、消声、隔声等降噪性能。
[0005]本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0006]一种低频宽带薄层吸声装置，该吸声装置由长度不同的吸声单元在空间内紧凑排列而成，吸声单元包括穿孔盖板和底板，穿孔盖板和底板之间通过壁板隔开形成若干不同长度的细长空腔，每个细长空腔的两端在穿孔盖板上开设有两端小孔，根据实际应用中安装空间尺寸，通过折叠或卷曲将具有细长空腔的吸声单元排列于紧凑的空间中，实现宽带吸声和降噪。
[0007]本专利技术进一步的改进在于，细长空腔的两端各布置一个直径1
‑
4mm的两端小孔，以提高阻抗匹配性能。
[0008]本专利技术进一步的改进在于，吸声单元的截面形状能够任意选取，相同长度下通过增加截面积能够使吸声频带向低频偏移。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，穿孔盖板的厚度不超过2mm。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，该吸声装置的厚度为5
‑
30mm。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，不同长度的吸声单元能够产生不同频率的吸声峰，组合后能够产生多个连续吸声峰，起到多个吸声峰并联叠加的效果，从而实现宽带吸声效果。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，通过增加细长空腔长度、深度和宽度，使得吸声峰频率向低频偏移。
[0013]本专利技术进一步的改进在于，将不同长度的吸声单元布置在平板上得到吸声壁面，或者布置在管道壁面上得到消声壁面并构成管道消声器，或者布置在任意封闭或半封闭空间壁面上实现空间降噪。
[0014]一种低频宽带薄层吸声装置的降噪方法，包括如下步骤：
[0015]1)根据降噪频带和布置空间尺寸条件，确定细长空腔的截面形状和尺寸，低频段截面面积大，高频段截面面积小；
[0016]2)根据所需吸声频带的带宽和允许的空间尺寸，将频带进行分为多个子带，选择不同的细长空腔长度，使得各细长空腔吸声单元的吸声峰频率分别与每个子带的中心频率匹配；
[0017]3)将各细长空腔吸声单元通过空间折叠或卷曲紧凑排列在给定的安装空间中。
[0018]本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0019]1、吸声装置厚度仅为5
‑
30mm的超薄结构，具有深度亚波长的优点；
[0020]2、在200
‑
2000Hz的中低频段可获得带宽超过一个倍频程的宽带吸声效果；
[0021]3、通过双开孔设计，在确保较低吸声频率的同时，可有效提高阻抗匹配度，从而提高吸声系数；
[0022]4、可设计成平板或任意曲面结构，以适应实际应用中各类安装空间尺寸要求；
[0023]5、吸声单元截面形状可以任意选取，相同长度下通过改变截面积可以调整吸声频带；
[0024]6、通过改变空腔长度、深度和宽度，均可以改变吸声频带；
[0025]7、将不同长度的吸声单元布置在平板上可得到吸声壁面，布置在管道壁面上可得到消声壁面并构成管道消声器，布置在任意封闭或半封闭空间壁面上可实现空间降噪；
[0026]8、不但具有宽带吸声性能，还具有优异的宽带隔声性能。
[0027]综上所述，根据本专利技术提供的一种低频宽带薄层吸声装置及降噪方法的上述特点，采用本专利技术提供的低频宽带薄层吸声装置及降噪方法，能够以厚度低至数mm的超薄结构在中低频段获得宽带吸声和降噪效果。这种结构可以通过折叠、卷曲等方式压缩在紧凑空间中，且具有复杂曲面适应能力，可以构造平板吸声体、管壁消声装置、空间吸声体等，实现多种应用环境的吸声和降噪效果。综上，这种吸声装置与现有的吸声材料和结构相比，厚度更薄、带宽更宽、空间适应能力更强，可广泛应用于飞机、高铁、汽车、船舶等各类装备和仪器设备的低频宽带降噪。
附图说明
[0028]图1为低频宽带薄层吸声装置的结构示意图；
[0029]图2为低频宽带薄层吸声装置的立体图；
[0030]图3为由不同长度空腔并联组合而成的低频宽带薄层吸声装置空腔及开孔示意图；
[0031]图4为由不同长度空腔并联组合而成的低频宽带薄层吸声装置吸声系数计算结果；
[0032]图5为不同吸声峰频率处空腔声场分布云图；
[0033]图6为不同空腔深度结构吸声系数计算结果；
[0034]图7为厚度为10mm的低频宽带薄层吸声装置隔声量计算结果；
[0035]图8为空腔按螺旋线排列的低频宽带薄层吸声装置空腔及开孔示意图；
[0036]图9为空腔按螺旋线排列的低频宽带薄层吸声装置吸声系数计算结果；
[0037]图10为由不同长度空腔并联组合而成的低频宽带薄层吸声管道壁面空腔及开孔示意图；
[0038]图11为壁面布置低频宽带薄层吸声装置的管道消声器空腔及开孔示意图；
[0039]图12为壁面布置低频宽带薄层吸声装置的管道消声器传递损失计算结果；
[0040]图13为低频宽带薄层吸声装置样品示意图，其中图13(a)为穿孔盖板示意图，图13(b)为不同长度细长空腔组合示意图，图13(c)为组合样品示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低频宽带薄层吸声装置，其特征在于，该吸声装置由长度不同的吸声单元在空间内紧凑排列而成，吸声单元包括穿孔盖板(4)和底板(5)，穿孔盖板(4)和底板(5)之间通过壁板(3)隔开形成若干不同长度的细长空腔(1)，每个细长空腔(1)的两端在穿孔盖板(4)上开设有两端小孔(2)，根据实际应用中安装空间尺寸，通过折叠或卷曲将具有细长空腔(1)的吸声单元排列于紧凑的空间中，实现宽带吸声和降噪。2.根据权利要求1所述的一种低频宽带薄层吸声装置，其特征在于，细长空腔(1)的两端各布置一个直径1
‑
4mm的两端小孔(2)，以提高阻抗匹配性能。3.根据权利要求1所述的一种低频宽带薄层吸声装置，其特征在于，吸声单元的截面形状能够任意选取，相同长度下通过增加截面积能够使吸声频带向低频偏移。4.根据权利要求1所述的一种低频宽带薄层吸声装置，其特征在于，穿孔盖板(4)的厚度不超过2mm。5.根据权利要求1所述的一种低频宽带薄层吸声装置，其特征在于，该吸声装置的厚度为5
‑
30mm。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：马富银，李雅宁，李晓语，汪兴中，刘崇锐，吴九汇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：