CN107437411A - 一种低频复合吸声装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及声音处理技术领域，尤其涉及一种低频复合吸声装置，包括吸声板和亥姆霍兹共鸣器，所述吸声板上设有吸声孔和单元孔，所述单元孔的数量为多个；所述亥姆霍兹共鸣器的数量与所述单元孔的数量相等，且所述亥姆霍兹共鸣器与所述单元孔一一对应相连接；所述亥姆霍兹共鸣器上设有开口，所述开口朝向所述吸声板的正面的一侧设置。使用时将该低频复合吸声装置安装在建筑物的墙壁、天花板或者是门窗等位置，一部分声音被吸声板上的吸声孔吸收，另一部分声音经吸声板上的单元孔和亥姆霍兹共鸣器上的开口进入到亥姆霍兹共鸣器的腔体内，在腔体内往复运动被耗散掉，利用吸声板和亥姆霍兹共鸣器结合来拓宽吸声带宽，且结构相对简单。

Description

一种低频复合吸声装置

技术领域

本发明涉及声音处理技术领域，尤其涉及一种低频复合吸声装置。

背景技术

传统的穿孔板共振吸声结构，其穿孔板上每个孔后都有封闭空腔，相当于许多并联的“亥姆霍兹”共鸣器，当入射波的频率和系统的共振频率一致时，即产生共振。此时，穿孔板孔洞处的空气往复振动，其幅度达到最大值，且摩擦和阻尼也最大，声能因粘滞损失转变为热能，即声能耗散达到最大。这是穿孔板共振吸收结构的优点。但这种结构也有其固有的缺点，其主要缺点在于：频率的选择性强，也即是其吸声频带窄，仅在共振频率附近才会具有较好的吸声性能，而偏离共振频率，其吸声效果明显变差。

拓宽单层微穿孔板吸声体的有效吸声带宽的方法主要有以下几种：一种方法是采用多层复合的微穿孔板吸声结构。但多层复合结构明显增加了结构的复杂度，同时也增加了材料和成本，在实际工程应用中还受到空间距离的限制。另一种方法是在微穿孔板背面放置吸声材料，但增加的吸声材料会带来结构的二次污染。再有就是进一步缩小穿孔直径，当微穿孔板的穿孔直径小于0.1毫米时，有望达到微穿孔板吸声体的频带极限，但是传统机械加工方法无法实现超微孔孔径微穿孔板的加工，其他加工方法如激光打孔，因打孔密度的增加，生产成本也会大大增加，不适合批量生产。此外，中科院声学所的专家开发了一种管束微穿孔板吸声结构，这种结构改变了微穿孔板的低频性能，也增加了穿孔板结构的吸声带宽，但结构相对复杂，加工制作比较困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题提供一种低频复合吸声装置已解决现有低频复合吸声装置吸声频带较窄的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低频复合吸声装置，包括吸声板和亥姆霍兹共鸣器，所述吸声板上设有吸声孔和单元孔，所述单元孔的数量为多个；所述亥姆霍兹共鸣器的数量与所述单元孔的数量相等，且所述亥姆霍兹共鸣器与所述单元孔一一对应相连接；所述亥姆霍兹共鸣器上设有开口，所述开口朝向所述吸声板的正面的一侧设置。

其中，多个所述亥姆霍兹共鸣器均设于所述吸声板的背面，且所述开口与所述单元孔连接。

其中，所述单元孔的形状与所述亥姆霍兹共鸣器的外轮廓相匹配，多个所述亥姆霍兹共鸣器一一对应的嵌设于多个所述单元孔内。

其中，所述吸声板为穿孔板、微穿孔板、微缝板或多孔材料。

其中，所述单元孔为圆形孔或矩形孔。

其中，还包括侧板，所述侧板的数量为多块，多块所述侧板首尾相接围成两端敞口的容置腔，所述容置腔的一端与所述吸声板的背面连接，所述亥姆霍兹共鸣器设于所述容置腔内。

其中，还包括底板，所述底板与所述吸声板的背面相对设置，且与所述侧板连接。

其中，所述底板由刚性材料或弹性材料制成。

其中，所述吸声板的数量为多层，多层所述吸声板平行设置，且相邻的两块所述吸声板之间存在间隙。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种低频复合吸声装置，包括吸声板和亥姆霍兹共鸣器，所述吸声板上设有吸声孔和单元孔，所述单元孔的数量为多个；所述亥姆霍兹共鸣器的数量与所述单元孔的数量相等，且所述亥姆霍兹共鸣器与所述单元孔一一对应相连接；所述亥姆霍兹共鸣器上设有开口，所述开口朝向所述吸声板的正面的一侧设置。使用时将该低频复合吸声装置安装在建筑物的墙壁、天花板或者是门窗等位置，一部分声音被吸声板上的吸声孔吸收，另一部分声音经吸声板上的单元孔和亥姆霍兹共鸣器上的开口进入到亥姆霍兹共鸣器内，在亥姆霍兹共鸣器内往复运动被耗散掉，利用吸声板和亥姆霍兹共鸣器结合来拓宽吸声带宽，且结构相对简单。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的低频复合吸声装置的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的低频复合吸声装置的结构示意图。

图中：1：吸声板；2：亥姆霍兹共鸣器；3：侧板；4：底板；11：单元孔；12：吸声孔；21：开口；22：腔体；5：亥姆霍兹共鸣器；6：吸声板；7：底板；8：侧板；61：吸声孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的一种低频复合吸声装置，包括吸声板1和亥姆霍兹共鸣器2，吸声板1上设有多个吸声孔12和单元孔11，单元孔11为圆形孔或矩形孔，亥姆霍兹共鸣器2的数量与单元孔11的数量相等，多个亥姆霍兹共鸣器2与多个单元孔11一一对应相连接，每个亥姆霍兹共鸣器2包括一个腔体22和与腔体连通的开口21，在本实施例中，腔体22为球形，另外，腔体22的形状不限，且多个亥姆霍兹共鸣器2的开口21均朝向吸声板1的正面的一侧。使用时将该低频复合吸声装置安装在建筑物的墙壁、天花板或者是门窗等位置，一部分声音被吸声板1的吸声孔12吸收，另一部分声音经吸声板1上的单元孔11和亥姆霍兹共鸣器2上的开口21进入到亥姆霍兹共鸣器2的腔体22内，在腔体22内往复运动被耗散掉，利用吸声板1和亥姆霍兹共鸣器2结合来拓宽吸声带宽，且结构相对简单，节约了加工成本和材料。

进一步地，多个亥姆霍兹共鸣器2均设于吸声板1的背面，且开口21与单元孔11通过粘结或其他方式固定连接。在本实施例中，开口21的大小与单元孔11的大小相同。

进一步地，吸声板1为穿孔板、微穿孔板、微缝板或多孔材料，本身具有吸声的效果，其吸收声音的带宽与亥姆霍兹共鸣2不同，因此将穿孔板、微穿孔板、微缝板或多孔材料与亥姆霍兹共鸣器2结合使用拓宽了吸收声音的带宽，在本实施例中吸声板1采用微穿孔板，微穿孔板容易加工、重量轻、安装方便、成本较低，且微穿孔板上的吸声孔较小，且形状不限，可以是圆形孔、方形孔、菱形孔、六角形孔、鱼鳞形孔、椭圆形孔或者其它异形孔，微穿孔板在中频段具有良好的吸声效果，因此微穿孔板与亥姆霍兹共鸣器2结合使用，利用微穿孔板的微孔吸声原理和亥姆霍兹共鸣器2的共振原理来拓宽吸收声音的带宽。

进一步地，还包括侧板3，侧板3的数量为多块，多块侧板3首尾相接围成两端敞口的容置腔，所述容置腔的一端与吸声板1的背面垂直连接，亥姆霍兹共鸣器2设于容置腔内。在本实施例中，侧板3的数量为4块，当该低频复合吸声装置安装于较小的空间，且四周为固定壁的情况下，侧板3可以不要。利用四周的固定壁起到侧板3的作用。

进一步地，还包括底板4，底板4的形状为平板形或阶梯形，底板4与吸声板的背面相对设置。且与侧板连接，侧板3和底板4组成一个背腔结构，当底板4为平板时，背腔为等腔深结构，当底板4为阶梯形时，背腔为变腔深结构。当该低频复合吸声装置安装空间的底部设有固定壁，且安装空间的深度较浅时，该低频复合吸声装置的底板4可以不要，利用安装空间底部的固定壁来充当底板。在本实施例中，底板4为平板，底板4的形状并不限于平板形或阶梯型，可根据实际需要合理的选择底板4的形状。

进一步地，底板4根据需要可采用刚性材料或者弹性材料制成。

进一步地，吸声板1的数量为多层，多层吸声板1平行设置，相邻两块吸声板1之间存在间隙，进一步地扩大了低频复合吸声装置的吸声带宽。

实施例二

如图2所示，本实施例提供的低频复合吸声装置与实施例提供的低频复合吸声装置的结构相似，且相同部分不再赘述，二者的区别点在于：本实施例的单元孔的形状与亥姆霍兹共鸣器5的外部轮廓的形状相匹配，多个亥姆霍兹共鸣器5一一对应的嵌设于多个单元孔内，且开口位于吸声板的正面的一侧，也就是说，亥姆霍兹共鸣器5的设有开口的一端位于吸声板6的正面的一侧，亥姆霍兹共鸣器5的底部设于吸声板6的背面的一侧，开口处向外延伸形成延长的颈。且本实施例的吸声板6为穿孔板，穿孔板上的吸声孔61的大小大于实施例1中的微穿孔板的吸声孔的大小。另外本实施例中的底板7和侧板8也可根据实际情况的需要进行删减。

使用时，将上述实施例中的低频复合吸声装置安装到建筑物的墙、天花板和门窗等机构中，单元孔和开口朝向外部环境设置，环境中的声音一部分经单元孔和开口进入道亥姆霍兹共鸣器的腔体中，另一部分经吸声板的吸声孔进入到低频复合吸声装置的内部，起到吸声的作用。

综上所述，本发明实施例提供的一种低频复合吸声装置，包括吸声板和亥姆霍兹共鸣器，吸声板采用微穿孔板，微穿孔板上还设有单元孔，亥姆霍兹共鸣器上设有开口，开口与单元孔一一对应连接，且多个亥姆霍兹共鸣器的开口均朝向微穿孔板的正面的一侧设置，该装置同时利用微穿孔板的微孔吸声原理和亥姆霍兹共鸣器的共振原理来达到拓宽吸声宽带的目的。且该装置结构简单，原料易得。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种低频复合吸声装置，其特征在于：包括吸声板和亥姆霍兹共鸣器，所述吸声板上设有吸声孔和单元孔，所述单元孔的数量为多个；所述亥姆霍兹共鸣器的数量与所述单元孔的数量相等，且所述亥姆霍兹共鸣器与所述单元孔一一对应相连接；所述亥姆霍兹共鸣器上设有开口，所述开口朝向所述吸声板的正面的一侧设置。

2.根据权利要求1所述的低频复合吸声装置，其特征在于：多个所述亥姆霍兹共鸣器均设于所述吸声板的背面，且所述开口与所述单元孔连接。

3.根据权利要求1所述的低频复合吸声装置，其特征在于：所述单元孔的形状与所述亥姆霍兹共鸣器的外轮廓相匹配，多个所述亥姆霍兹共鸣器一一对应的嵌设于多个所述单元孔内。

4.根据权利要求1所述的低频复合吸声装置，其特征在于：所述吸声板为穿孔板、微穿孔板、微缝板或多孔材料。

5.根据权利要求1所述的低频复合吸声装置，其特征在于：所述单元孔为圆形孔或矩形孔。

6.根据权利要求1所述的低频复合吸声装置，其特征在于：还包括侧板，所述侧板的数量为多块，多块所述侧板首尾相接围成两端敞口的容置腔，所述容置腔的一端与所述吸声板的背面连接，所述亥姆霍兹共鸣器设于所述容置腔内。

7.根据权利要求6所述的低频复合吸声装置，其特征在于：还包括底板，所述底板与所述吸声板的背面相对设置，且与所述侧板连接。

8.根据权利要求7所述的低频复合吸声装置，其特征在于：所述底板由刚性材料或弹性材料制成。

9.根据权利要求1-8任一项所述的低频复合吸声装置，其特征在于：所述吸声板的数量为多层，多层所述吸声板平行设置，且相邻的两块所述吸声板之间存在间隙。