CN106012880A - 一种充气调节式声屏障 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充气调节式声屏障，涉及声音污染治理技术领域；充气调节式声屏障包括硬质面板；还包括柔性面板、定型架和控制装置；硬质面板和柔性面板之间设有密封腔一，柔性面板内部具有密封腔二，定型架设置在密封腔二内，且定型架将柔性面板张紧，定型架上设置有多个从密封腔二支出的支脚，支脚固定在硬质面板上；柔性面板上设有连通密封腔二的进气口，进气口上连接有高压气管，且高压气管上连接有增压泵；控制装置包括声音传感器和控制器，声音传感器和增压泵均与控制器连接。本发明利用共振吸音的原理，通过改变柔性面板的张紧情况，使得柔性面板总是能够与声音形成共振，使得吸音频段得以变宽。

Description

一种充气调节式声屏障

技术领域

本发明涉及声音污染治理技术领域，具体涉及一种充气调节式声屏障。

背景技术

声屏障是为减轻行车噪音对附近居民的影响而设置在铁路和公路侧旁的墙式构造物，一般用于高速公路、高铁、地铁轨道两侧的隔声降噪；且声屏障通常是设置在声源和接收者之间的设施，使声波在传播时具有一显著的衰减，从而减弱接受者所在区域内的噪音。现有的声屏障结构一般是在屏障壳体内填充吸音棉；当声音冲击声屏障时，其屏障壳体外表面会对声音具有反射作用，使得声音衰减；另一方面，当声音穿透屏障壳体声，声音会冲击吸音棉，吸音棉吸收声音进一步造成声音衰减。

吸音材料是借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用的材料，吸音材料吸音的原因一方面在于靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减，多孔材料以吸收中高频声波为主；另一方面在于靠共振作用吸音，包括柔性材料（如闭孔型泡沫塑料，吸收中频）、膜状材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频）、板状材料（如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频）和穿孔板(各种板状材料或金属板上打孔而制得，吸收中频)。由于噪声由各种声音组成，即噪声中具有各种频率、各种强度的声音，尤其在公路旁，因公路上的声源种类极多，使得噪音的组成也较为复杂，且不断变化。现有的声屏障多是针对高频、中频或低频声音的吸收能力较强；因此当声音变化，某一频段的声音突然增多时，声屏障可能就不能良好、高效的吸收该频段的声音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可吸收较宽频段声音的充气调节式声屏障。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

充气调节式声屏障包括硬质面板；还包括柔性面板、定型架和控制装置；所述硬质面板和柔性面板围成密封腔一，所述柔性面板内部具有密封腔二，所述定型架设置在密封腔二内，且定型架将柔性面板张紧，定型架上设置有多个从密封腔二支出的支脚，所述支脚固定在硬质面板上；所述柔性面板上设有连通密封腔二的进气口，进气口上连接有高压气管，且高压气管上连接有增压泵；所述控制装置包括声音传感器和控制器，所述声音传感器和增压泵均与控制器连接。

本方案充气调节式声屏障的原理在于：

当声音冲击柔性面板表面时，一部分声音被反射回去，经过多次来回反射声音衰减；另一部分声音将传递到密封腔二、密封腔一内，并在密封腔二、密封腔一内不断减弱。另外当周围的环境声音还会被声音传感器接收，并传输到控制器进行判断后；若环境声音中高频声音比例较大时，控制器将对增压泵进行控制，使得密封腔二内的压力增加，由于柔性面板可发生形变，则柔性面板被张紧，则柔性面板的共振频率提高；此时高频声音冲击柔性面板时，柔性面板的振幅较大，且柔性面板将连续压缩密封腔二、密封腔一内的空气，产生热能，使声音能量衰减。若环境声音中低频声音比例较大时，控制器将对增压泵进行控制，使得密封腔二内的压力降低，使得柔性面板松弛；此时低频声音冲击柔性面板时，柔性面板的振幅也比较大，并连续压缩密封腔二、密封腔一内的空气，产生热能，使声音能量衰减。

本方案产生的有益效果是：

本方案利用共振吸音的原理，通过改变柔性面板的张紧情况，使得柔性面板总是能够与声音形成共振，进而最大限度地连续压缩密封腔二、密封腔一内的空气；因此只要声音冲击柔性面板，声音能量的损耗就会处于较稳定的状态；即该充气调节式声屏障的吸音频段得以变宽。另外由于频率较高的声音的能量也比较高，而当密封腔二内的气压增大后，柔性面板将会变形，即密封腔二内的空气厚度将增加，因此对于频率较高的声音，该充气调节式声屏障能相应的增强其吸音能力。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述密封腔一内设置有吸音材料；由于柔性面板主要与密封腔二形成共振吸音结构，因此在密封腔一内设置有吸音材料可一定程度的增加其衰减声音的能力。

优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述柔性面板的表面设有若干吸音孔；由于增加空气层厚度，对于高频声音衰减的提升能力有限，而在柔性面板的表面设有若干吸音孔，当柔性面板张紧时，则吸音孔将张开；多孔材料对高频声音的吸收能力较好，因此本优化可以进一步增强该充气调节式声屏障对高能量的高频率声音的衰减能力。

优选方案三：作为对基础方案的进一步优化，所述定型架由所述支脚和若干筋条，所述筋条围成若干多边形，所述柔性面板内表面粘贴在筋条上；本优化在密封腔二气压和筋条具有拉紧柔性面板的作用下，使得柔性面板表面形成若干凸起的弧面，因此可以增强柔性面板对声音的反射能力。

优选方案四：作为对基础方案的进一步优化，一块所述硬质面板上设有多块柔性面板；当柔性面板面积过大时，其密封腔二内的压力将不稳定，因此本优化可使该充气调节式声屏障利于控制。

附图说明

图1是本发明实施例充气调节式声屏障的局部图；

图2是图1中A部分放大图；

图3是本发明中定型架的局部图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：硬质面板1、柔性面板2、定型架3、密封腔二4、密封腔一5、吸音孔21、支脚31、筋条32、吸音材料51。

如图1、图3所示，本实施例的充气调节式声屏障包括硬质面板1、柔性面板2、定型架3和控制装置；本实施例的硬质面板1由铝合金制成，而柔性面板2采用橡胶制成；硬质面板1和柔性面板2围成密封腔一5，且密封腔一5内设有吸音材料51，本实施例的吸音材料51采用闭孔型泡沫塑料；柔性面板2内部具有密封腔二4。定型架3设置在密封腔二4内，且定型架3由若干筋条32组成，筋条32围成若干四边形，柔性面板2内表面粘贴在筋条32上，定型架3上设置有多个从密封腔二4支出的支脚31，支脚31铆接在硬质面板1上。柔性面板2上设有连通密封腔二4的进气口，进气口上连接有高压气管，且高压气管上连接有增压泵；控制装置包括声音传感器和控制器，声音传感器和增压泵均与控制器连接；本实施例的控制器为单片机，声音传感器的信号为CRY2110/2112型噪声传感器。

如图1、图2所示，柔性面板2的表面设有若干吸音孔21，当柔性面板2所受的张力增大时，吸音孔21将张开。且当柔性面板2面积过大时，其密封腔二4内的压力将不稳定，因此为了使该充气调节式声屏障利于控制，一块硬质面板1上设有六块柔性面板2。

本实施例充气调节式声屏障的具体工作过程为：

当声音冲击柔性面板2表面时，一部分声音被反射回去，另一部分声音将传递到密封腔二4、密封腔一5内。当周围的环境声音被声音传感器接收，并传输到控制器进行判断后；若环境声音中高频声音比例较大时，控制器将对增压泵进行控制，使得密封腔二4内的压力增加，由于柔性面板2可形变，则柔性面板2被张紧，因此柔性面板2的共振频率提高，同时吸音孔21张开；此时高频声音冲击柔性面板2时，柔性面板2的振幅较大，且柔性面板2将连续压缩密封腔二4内的空气，产生热能，使声音能量衰减；同时声音还会引起吸音孔21内的空气振动。若环境声音中低频声音比例较大时，控制器将对增压泵进行控制，使得密封腔二4内的压力降低，使得柔性面板2松弛；此时低频声音冲击柔性面板2时，柔性面板2的振幅达到最大，并连续压缩密封腔二4，产生热能，使声音能量衰减；同时密封腔一5内的吸音材料51起到辅助吸音的作用。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种充气调节式声屏障，包括硬质面板；其特征在于，还包括柔性面板、定型架和控制装置；所述硬质面板和柔性面板围成密封腔一，所述柔性面板内部具有密封腔二，所述定型架设置在密封腔二内，且定型架将柔性面板张紧，定型架上设置有多个从密封腔二支出的支脚，所述支脚固定在硬质面板上；所述柔性面板上设有连通密封腔二的进气口，进气口上连接有高压气管，且高压气管上连接有增压泵；所述控制装置包括声音传感器和控制器，所述声音传感器和增压泵均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的充气调节式声屏障，其特征在于，所述密封腔一内设置有吸音材料。

3.根据权利要求1至2任一所述的充气调节式声屏障，其特征在于，所述柔性面板的表面设有若干吸音孔。

4.根据权利要求1所述的充气调节式声屏障，其特征在于，所述定型架由所述支脚和若干筋条，所述筋条围成若干多边形，所述柔性面板内表面粘贴在筋条上。

5.根据权利要求1或4所述的充气调节式声屏障，其特征在于，一块所述硬质面板上设有多块柔性面板。