CN106284717A - 一种可调孔形微穿孔板吸声体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可调孔形微穿孔板吸声体，包括穿孔面板和刚性背衬，穿孔面板和刚性背衬之间是空腔，穿孔面板上开设有吸音孔，开孔方向均为垂直于穿孔面板，穿孔面板上开设的吸音孔的孔形由函数x＝r(θ)cosθ和y＝r(θ)sinθ控制，其中r(θ)＝r0[1+c1cos(8θ)+c2cos(16θ)]；本发明结构简单实用，具有较好的中低频段吸音性能以及较灵活的调节吸声功能，同时兼具重量轻的特点，具有良好且广泛的应用前景。

Description

一种可调孔形微穿孔板吸声体
【技术领域】
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种具备吸音功能的穿孔板，具体涉及一种可调孔形微穿孔板吸声体。
【背景技术】
现有的微穿孔吸音板是一种利用带有空腔的板体上设置吸音孔的方式进行吸音减噪的板体，主要应用于音乐厅、博物馆、会议室等大型或小型的室内场景。一般的微穿孔吸音板上开设的孔为圆形，普遍存在着吸音频带不便于调节、吸音效果不佳的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可调孔形微穿孔板吸声体，通过调节孔形达到调节吸音频带、提高吸音效果的可调孔形，解决现有微穿孔吸音板吸音频带不便于调节、吸音效果不佳的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种可调孔形微穿孔板吸声体，包括穿孔面板和刚性背衬；穿孔面板和刚性背衬形成空腔，穿孔面板和刚性背衬通过刚性杆件连接；穿孔面板上开设有吸音孔，吸音孔开孔方向均垂直于穿孔面板；吸音孔孔形由函数x＝r(θ)cosθ和y＝r(θ)sinθ控制，其中r(θ)＝r0[1+c1cos(8θ)+c2cos(16θ)]，其中θ为角度参数，变化范围是[0°，360°]，c1和c2为孔形因子，变化范围是[-0.3,0.3]，r0是基础半径。
进一步，所述穿孔面板上开设的吸音孔的总穿孔率为0.5％～5％。
进一步，穿孔面板所开设的吸音孔的基准孔径r0为0.1mm～0.9mm。
进一步，穿孔面板的厚度为0.1mm～1mm。
进一步，穿孔面板采用木质板材或金属夹层板制成，或者采用塑料、多孔纤维、多孔泡沫材料制成。
进一步，穿孔面板和刚性背衬之间的空腔填充或不填充多孔吸声材料。
本发明的与现有技术相比具有以下优点：
本发明的可调孔形微穿孔板吸声体，包括穿孔面板和刚性背衬，穿孔面板和刚性背衬形成空腔，穿孔面板上开设有吸音孔；通过调节吸音孔孔形实现吸音频带的调节，拓宽了微穿孔板应用的频带范围；其孔形控制函数简单，易于调节；吸声体结构简单、使用方便、吸音效果极佳，具有较宽的中低频吸声频带，并可根据不同工作环境中的噪音频率调节吸音频带，可以适用于室内墙体，能够较好地替代现有的微穿孔板吸声体。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例的三维结构示意图；
图中：1、穿孔面板；2、刚性背衬；3、孔形。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：
图1展示了本发明的可调孔形微穿孔板吸声体的一个实施例的三维示意图，该吸声体包括穿孔面板1和刚性背衬2。为方便观察该实施例中孔形的变化，图1中对穿孔面板1上开设的孔进行了放大，观察孔形的俯视图3。
可调孔形微穿孔板吸声体包括穿孔面板1和刚性背衬2；穿孔面板1和刚性背衬2之间是空腔，两者可通过刚性杆件连接；穿孔面板1上开设有吸音孔，开孔方向均为垂直于穿孔面板1；穿孔面板1上开设的吸音孔的孔形放大后如孔形3，孔形3由函数x＝r(θ)cosθ和y＝r(θ)sinθ控制，其中r(θ)＝r0[1+c1cos(8θ)+c2cos(16θ)]，其中θ为角度参数，变化范围是[0°，360°]，c1和c2为孔形因子，变化范围是[-0.3,0.3]，r0是基础半径。
可调孔形微穿孔板吸声体主要有一块穿孔面板和其后的刚性背衬组成，其中穿孔面板上均匀布置吸音孔。
所述穿孔面板上的吸音孔，开孔方向均为垂直于面板。
所述穿孔面板的开孔面板朝向声源，刚性背衬背向声源。这样设计的目的是使得声音能够进入吸声体，并得到部分或全部吸收。
为达到较高吸声系数和较宽吸声频带，穿孔面板上的吸音孔的基准孔径r0应为亚毫米级。穿孔面板1上开设的吸音孔的总穿孔率为0.5％～5％。穿孔面板1所开设的吸音孔的基准孔径r0为0.1mm～0.9mm。穿孔面板1的厚度为0.1mm～1mm。
本发明涉及的穿孔面板，既可以是木质板材或金属夹层板制成，或者采用塑料、多孔纤维、多孔泡沫材料制成。
在本发明实施例中，穿孔面板1的厚度为0.5mm，空腔厚度是100mm。穿孔面板1上均匀开有基准孔径r0为0.4mm的吸音孔，以便让噪音进入复合结构，从而达到吸收声音的目的。吸音孔采取四方排布，孔间距为3.55mm，穿孔率为1％。孔形因子c1和c2的变化范围是[-0.3,0.3]。穿孔面板1和刚性背衬2之间的空腔中填充或不填充多孔吸声材料。
在本实施例中，整个穿孔面板的材质为铝合金。该吸声体的单位面积质量仅为1.3365kg/m2。
在本实施例中，圆孔(c1＝0，c2＝0)对应吸声体的吸声系数在500Hz左右最大可达0.85；0.5以上吸声系数的带宽可达到500Hz(从300Hz至800Hz)。通过调节孔形，孔形(c1＝0.3，c2＝0)对应吸声体的吸声系数在450Hz左右最大可达0.99；0.5以上吸声系数的带宽可达到750Hz(从200Hz至950Hz)。孔形(c1＝0，c2＝0.2)、孔形(c1＝0.2，c2＝0.2)和孔形(c1＝-0.1，c2＝-0.1)对应的吸声体吸声效果和孔形(c1＝0.3，c2＝0)对应吸声体的吸声效果类似。
在本实施例中，可调孔形微穿孔板吸声体的最高吸声系数的提升，相比于传统圆孔微穿孔板吸声体提高了16.5％。
在本实施例中，可调孔形微穿孔板吸声体的最高吸声系数对应的频率的降低，相比于传统圆孔微穿孔板吸声体降低了10％。
在本实施例中，可调孔形微穿孔板吸声体的吸声系数大于0.5的频带拓宽，相比于传统圆孔微穿孔板吸声体拓宽了50％。
本实施例能够以同样基准孔径、孔隙率和空腔厚度达到比传统圆孔微穿孔板吸声体更好的吸声效果。
通过调节穿孔面板1上的吸音孔的孔形能够大大提升吸声体吸收声音的能力，并可以调节吸音波峰对应的频率以及吸音频带的宽度，更好的适应不同工况对吸音降噪的要求。
以上对本发明的特定实施例进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所述技术领域内，只要掌握基本理论，就可以在其技术要旨范围内进行多种多样的变换，适应不同吸声频段的需求。凡依本发明所申请范围所作的变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种可调孔形微穿孔板吸声体，其特征在于：包括穿孔面板(1)和刚性背衬(2)；穿孔面板(1)和刚性背衬(2)形成空腔，穿孔面板(1)和刚性背衬(2)通过刚性杆件连接；穿孔面板(1)上开设有吸音孔，吸音孔开孔方向均垂直于穿孔面板(1)；吸音孔孔形由函数x＝r(θ)cosθ和y＝r(θ)sinθ控制，其中r(θ)＝r0[1+c1cos(8θ)+c2cos(16θ)]，其中θ为角度参数，变化范围是[0°，360°]，c1和c2为孔形因子，变化范围是[-0.3,0.3]，r0是基础半径。
2.如权利要求1所述的可调孔形微穿孔板吸声体，其特征在于：所述穿孔面板(1)上开设的吸音孔的总穿孔率为0.5％～5％。
3.如权利要求1或2所述的可调孔形微穿孔板吸声体，其特征在于：穿孔面板(1)所开设的吸音孔的基准孔径r0为0.1mm～0.9mm。
4.如权利要求1或2所述的可调孔形微穿孔板吸声体，其特征在于：穿孔面板(1)的厚度为0.1mm～1mm。
5.如权利要求1或2所述的可调孔形微穿孔板吸声体，其特征在于：穿孔面板(1)采用木质板材或金属夹层板制成，或者采用塑料、多孔纤维、多孔泡沫材料制成。
6.如权利要求1或2所述的可调孔形微穿孔板吸声体，其特征在于：穿孔面板(1)和刚性背衬(2)之间的空腔填充或不填充多孔吸声材料。
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