具有隔音特性的超材料镶玻璃单元制造技术

本发明专利技术涉及一种声学镶玻璃单元，特别是车辆镶玻璃单元或建筑物镶玻璃单元

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有隔音特性的超材料镶玻璃单元


[0001]本专利技术涉及基于具有宽带隔音特性的超材料的镶玻璃单元
。

技术介绍

[0002]在汽车和建筑行业中，为了在车辆和建筑物内获得安静的环境，隔音是镶玻璃（
glazing
）的一个重要特性
。
[0003]利用平板或板（
panel
）结构实现的传声损失（
STL
）的特征通常可以根据频率分成四个区域：最低频率的共振控制区
、
质量控制区
、
较高频率的吻合控制区和最高频率的刚度控制区
。
在吻合控制区，对于平板或平面结构，所有入射波可几乎没有衰减地穿过板，导致镶玻璃单元的
STL
显著下降
。
[0004]对于玻璃板，
0.5
至
4kHz
的频带（对应于人耳敏感的频率）通常包括质量控制区，并且在该频带中，
STL
受质量定律支配
。
[0005]尽管已经开发了一些解决方案来改善平板玻璃板在吻合控制区中的隔音性能（例如，可以通过使用层压玻璃来减少或防止吻合效应），但是在质量控制区中用于
STL
改善的实用且重量轻的解决方案非常少
。
增大板厚度确实改善了
STL
，但会导致又重又占空间的结构
。
[0006]文献
WO 2019/229351
涉及一种镶玻璃单元，其包括透明基材，该透明基材在其至少一个面上具有压电换能器网络，每个压电换能器连接到共振电路，使得该基材形成压电声学超材料
。
这种超材料使得能够以重量轻且紧凑的方式在超材料的反共振频率附近（在镶玻璃单元的反共振频率处观察到由带隙产生的“STL
峰”）改善质量控制区中的
STL。
然而，使用这种超材料解决方案，在质量控制区的特定频带中观察到
STL
下降（可以称为“STL
谷”），其中
STL
由于超材料镶玻璃的共振而降级
。
[0007]因此，存在对如下镶玻璃单元的需求：其在较大的频带上在没有传声损失降级的情况下具有改善的隔音特性，特别是在
0.5
至
4kHz
的频带上具有改善的隔音特性，同时具有重量轻且紧凑的特征
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一个目的是提供一种镶玻璃单元，包括：
‑ꢀ
层压玻璃板，包括至少两个玻璃片材，在这两个玻璃片材之间插入至少一个粘弹性塑料材料夹层；
‑ꢀ
压电片的阵列，所述压电片周期性地排布在层压玻璃板的至少一个主表面上；
‑ꢀ
多个负载电路，每个负载电路包括至少一个负电容器和至少一个电感器，其中每个压电片连接到相应的负载电路；其中，每个负载电路的负电容器具有负电容
C
n
，其范围是
‑
0.7 x C
p
至
‑
0.1 x C
p
，其中
C
p
是负载电路所连接到的压电片的电容
。
[0009]在一些实施例中，所述至少一个电感器是合成电感器
。
[0010]在一些实施例中，每个负载电路的电感器具有
0.25mH
至
100H、
优选
0.01H
至
20H
的电感
。
[0011]在一些实施例中，每个负载电路包括至少一个电阻器
。
[0012]在一些实施例中，每个负载电路是无源电路或半无源电路
。
[0013]在一些实施例中，粘弹性塑料材料夹层是聚乙烯醇缩丁醛夹层
。
[0014]在一些实施例中，粘弹性塑料材料夹层是声学聚乙烯醇缩丁醛夹层
。
[0015]在一些实施例中，压电片是透明的，优选地，层压玻璃板是透明的
。
[0016]在一些实施例中，压电片具有2μ
m
至
2mm、
优选
10
μ
m
至
200
μ
m
的厚度
。
[0017]在一些实施例中，压电片与层压玻璃板主表面的表面积比大于或等于
0.15
，优选为
0.7
至
0.9。
[0018]在一些实施例中，每个负载电路的负电容器的负电容
C
n
在
‑
0.6 x C
p
至
‑
0.4 x C
p
的范围内
。
[0019]在一些实施例中，镶玻璃单元包括压电片的阵列，所述压电片周期性地排布在层压玻璃板的两个主表面上，优选地，每个主表面上的压电片彼此相对地放置
。
[0020]在一些实施例中，所有压电片和所有负载电路都是相同的
。
[0021]在一些实施例中，镶玻璃单元包括压电片的至少两个子阵列，每个压电片周期性地排布在层压玻璃板的至少一个主表面上，其中，每个子阵列中的压电片是相同的并且连接到相同的负载电路，并且其中，不同子阵列的压电片和
/
或负载电路彼此不同
。
[0022]在一些实施例中，负载电路具有至少两个负电容器和
/
或具有不同电感的至少两个电感器，所述至少两个负电容器具有在
‑
0.7 x C
p
至
‑
0.1 x C
p
的范围内的不同负电容
C
n
。
[0023]本专利技术使得能够满足上述需求
。
特别地，本专利技术提供了一种镶玻璃单元，该镶玻璃单元在较宽的频率范围上展现出优异的隔音特性，同时重量相对较轻且相对较紧凑
。
特别地，根据本专利技术的镶玻璃单元允许在
0.5
至
4kHz
的频率范围内的改善的隔音
。
[0024]这通过结合使用沉积（
deposit
）在镶玻璃板上的周期性压电片阵列和使用层压玻璃作为镶玻璃板来实现，每个压电片连接到包括具有特定电容的负电容器和电感器的电路
。
附图说明
[0025]图1示出了根据本专利技术的层压玻璃板的表面上的压电片的排布图案的示例的示意图
。
[0026]图2示出了根据本专利技术的层压玻璃板的表面上的压电片的排布图案的另一示例的示意图
。
[0027]图3示出了根据本专利技术的层压玻璃板的表面上的压电片的排布图案的另一示例的示意图
。
[0028]图4示出了根据本专利技术的镶玻璃单元的示例的示意性透视图
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】C
p
至
‑
0.1 x C
p...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐水宝，F，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：