CN105139846A - 一种多重散射式机械波湮灭腔及消声方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多重散射式机械波湮灭腔及消声方法，涉及机械波消声技术领域。湮灭腔有一开口的腔体，腔体的开口处连接有消振腔，消振腔的前端设有传输通道，传输通道连接机械波收集口；在腔体的内表面设有吸声膜；腔体是一个具有规则表面的多面体结构的腔体，其尺寸是吸收主波长的整数倍；消振腔的内尺寸是吸收主波长的整数倍；传输通道的内径是吸收主波长的整数倍；机械波开口的尺寸是吸收主波长的整数倍。用机械波的衍射特征，定向吸收周围环境中的机械波，并导入腔体内；声波接触到多面体表面，首先被表面吸收莫吸收一部分能量；剩余声量反射回空间内，利用机械波的干涉与反射原理，受路程差影响，反射波之间出现波峰波谷相互抵消。

Description

一种多重散射式机械波湮灭腔及消声方法

技术领域

本发明涉及机械波消声技术领域，具体是一种多重散射式机械波湮灭腔及消

声方法。

背景技术

由于物体振动产生的机械波在很多场合中需要进行控制，减少对环境其他因素的影响，以确保生产、实验的正常开展。当前各项机械波隔离与消除方法中多采用吸收法，该方法在要求较高场合难以满足设计要求。

发明内容

针对应用需求及现有技术中存在的不足，本发明提供一种多重散射式机械波

湮灭腔及消声方法能够更为有效的消除干扰生产、实验开展的机械波。

本发明是以如下技术方案实现的：一种多重散射式机械波湮灭腔，包括一开口的腔体，腔体的开口处连接有消振腔，消振腔的前端设有传输通道，传输通道连接机械波收集口；在腔体的内表面设有吸声膜；所述的腔体是一个具有规则表面的多面体结构的腔体，其尺寸是吸收主波长的整数倍；消振腔的内尺寸是吸收主波长的整数倍；传输通道的内径是吸收主波长的整数倍；机械波开口的尺寸是吸收主波长的整数倍。

一种多重散射式机械波消声方法，采用上述多重散射式机械波湮灭腔，具体步骤如下：

（1）测定需要处理的机械波的主频率与频率范围，测定机械波的能量范围；进而确定传输通道、腔体、消振腔的尺寸；

（2）根据需要，将该湮灭腔均匀布置在机械波消除或隔离体系周围；

（3）波形首先遇到机械波收集口，利用衍射原理，将机械波传输至传输通道；

（4）机械波穿过传输通道进入消振腔，在波形的影响下消振腔利用谐振作用消除部分机械波，剩余机械波则导入腔体；

（5）进入腔体的机械波，传递至腔体表面时，首先被吸收膜吸收，其余部分被腔体表面反射回腔体内部；腔体内部充满从各个方向来的机械波，被反射机械波与环境机械波产生干涉作用，被抵消部分能量；

腔体内设有吸声网的情况下，剩余机械波继续向前传递，当遇到吸声网，机械波部分能量转换为吸声网的动能，被再次抵消部分能量，剩余能量的机械波将继续在腔体内传递——吸收——反射——干涉，直到被完全消耗为止；

腔体内不设有吸声网的情况下，剩余能量的机械波将继续在腔体内传递——吸收——反射——干涉，直到被完全消耗为止。

工作原理：采用机械波的衍射特征，定向吸收周围环境中的机械波，并导入腔体内；腔体是一个多面体结构，声波接触到多面体表面，首先被表面吸收莫吸收一部分能量；剩余声量反射回空间空间内，利用机械波的干涉与反射原理，受路程差影响，反射波之间出现波峰波谷相互抵消；利用弹性体，调整机械波波形特征，加速机械波的能量消耗。

本发明的有益效果是：

1）机械波的消除率能够达到70%以上；

2）该方法能用适用于多种环境，如气相环境、液相环境；

3）该方法适用于各种机械波的消除与隔离，适用范围广；

4）对特定频率的机械波的消除尤为有效。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明工作流程图。

图中：1、械波收集口，2、传输通道，3、消振腔，4、腔体，5、弹性体，6、吸声膜。

具体实施方式

如图1所示，一种多重散射式机械波湮灭腔，有一开口的腔体4，腔体4的开口处连接有消振腔3，消振腔3的前端设有传输通道2，传输通道2连接机械波收集口1；在腔体的内表面设有吸声膜6；所述的腔体4是一个具有规则表面的多面体结构的腔体，其尺寸是吸收主波长的整数倍；消振腔3的内尺寸是吸收主波长的整数倍；传输通道2的内径是吸收主波长的整数倍；机械波开口1的尺寸是吸收主波长的整数倍关系。

在腔体内不相邻的两个顶点之间设有弹性体5，弹性体5主要起两个作用，一是机械波在空腔内传播过程中，接触到内置弹性体时会被弹性体吸收，起到机械波传播阻尼体作用；其次弹性体起到机械波湮灭催化剂作用，促进了机械波的抵消。根据机械波能量的不同，选择对应的弹性模量的弹性体，参数以初始机械波能量的20%为参数选型。

吸声膜由多孔柔性材料制成，粘附在硬质腔体表面；

根据波形不同，机械波收集口为圆形开口或椭圆形开口或多面体开口或菲涅耳式开口。

如图2所示，采用图1中的多重散射式机械波湮灭腔，消声方法具体步骤如下：

（1）测定需要处理的机械波的主频率与频率范围，测定机械波的能量范围；进而确定传输通道、腔体、消振腔的尺寸；

（2）根据需要，将该湮灭腔均匀布置在机械波消除或隔离体系周围；

（3）波形首先遇到机械波收集口，利用衍射原理，将机械波传输至传输通道；

（4）机械波穿过传输通道进入消振腔，在波形的影响下消振腔利用谐振作用消除部分机械波，剩余机械波则导入腔体；

（5）进入腔体的机械波，传递至腔体表面时，首先被吸收膜吸收，其余部分被腔体表面反射回腔体内部；腔体内部充满从各个方向来的机械波，被反射机械波与环境机械波产生干涉作用，被抵消部分能量；

腔体内设有吸声网的情况下，剩余机械波继续向前传递，当遇到吸声网，机械波部分能量转换为吸声网的动能，被再次抵消部分能量，剩余能量的机械波将继续在腔体内传递——吸收——反射——干涉，直到被完全消耗为止；

腔体内不设有吸声网的情况下，剩余能量的机械波将继续在腔体内传递——吸收——反射——干涉，直到被完全消耗为止。

机械波在传播过程中，会有少量的机械波从传播通道外溢，该部分机械波一部分会通过消振腔的谐振作用被消除，还有一部分波则与刚导入的波出现干涉，从而被抵消；其余部分从收集口逃逸后向保护方向的反方向逃逸，不会影响机械波的消除或隔离设计目标。

Claims (5)

1.一种多重散射式机械波湮灭腔，其特征在于：包括一开口的腔体，腔体的开口处连接有消振腔，消振腔的前端设有传输通道，传输通道连接机械波收集口；在腔体的内表面设有吸声膜；所述的腔体是一个具有规则表面的多面体结构的腔体，其尺寸是吸收主波长的整数倍；消振腔的内尺寸是吸收主波长的整数倍；传输通道的内径是吸收主波长的整数倍；机械波开口的尺寸是吸收主波长的整数倍。

2.根据权利要求1所述的一种多重散射式机械波湮灭腔，其特征在于：在腔体内不相邻的两个顶点之间设有弹性体。

3.根据权利要求1所述的一种多重散射式机械波湮灭腔，其特征在于：所述的吸声膜由多孔柔性材料制成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种多重散射式机械波湮灭腔，其特征在于：所述的机械波收集口为圆形开口或椭圆形开口或多面体开口或菲涅耳式开口。

5.一种多重散射式机械波消声方法，其特征在于：采用权利要求1-4任一项所述的多重散射式机械波湮灭腔，具体步骤如下：

（1）测定需要处理的机械波的主频率与频率范围，测定机械波的能量范围；进而确定传输通道、腔体、消振腔的尺寸；

（2）根据需要，将该湮灭腔均匀布置在机械波消除或隔离体系周围；

（3）波形首先遇到机械波收集口，利用衍射原理，将机械波传输至传输通道；

（4）机械波穿过传输通道进入消振腔，在波形的影响下消振腔利用谐振作用消除部分机械波，剩余机械波则导入腔体；

（5）进入腔体的机械波，传递至腔体表面时，首先被吸收膜吸收，其余部分被腔体表面反射回腔体内部；腔体内部充满从各个方向来的机械波，被反射机械波与环境机械波产生干涉作用，被抵消部分能量；

腔体内设有吸声网的情况下，剩余机械波继续向前传递，当遇到吸声网，机械波部分能量转换为吸声网的动能，被再次抵消部分能量，剩余能量的机械波将继续在腔体内传递——吸收——反射——干涉，直到被完全消耗为止；

腔体内不设有吸声网的情况下，剩余能量的机械波将继续在腔体内传递——吸收——反射——干涉，直到被完全消耗为止。