CN108374359A - 两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构。由微穿孔面板、单元隔板、单元底板、左端面、右端面、前端面、后端面相连形成深度比按伪随机序列分布的若干封闭腔体，腔体个数为伪随机序列的长度。微穿孔面板上分布有所占面积为面板面积的0.3％～4％的微孔，微孔孔径为0.2～1.2mm。使用时只要将本发明安装到需要吸声处理的场所，固定在壁面上即可。本发明装置简单，加工简便，薄形轻便，吸声性能优良，吸声系数在2KHz内大于0.8的吸声频带宽度可达3个倍频程，吸声系数待遇0.6的吸声频带宽度可达4个倍频程，峰值接近1.0，吸声性能平坦,适用面广，易清洗、耐高温，并具有优越的耐侯性，可完全回收利用，无任何内填纤维材料，完全避免了二次污染的问题，具有优越的环保功能。
Description
技术领域
本发明属声学技术领域，具体为一种用于中低频噪声降低的两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构。
背景技术
噪声污染问题随着城市经济的发展和人口的增长日益严重，噪声污染对人们的影响所引起的投诉在经济发达城市占各类环境投诉的50％以上。随着城市化建设的推进，不断增加的社会活动和使用设备使得人们的居住环境低频特性明显，这就经常造成环境噪声的声压级还未达到标准限值时，人们已经主观感觉烦恼。低频噪声可对人的思维能力产生显著干扰，影响人们的听觉系统、神经系统和心血管系统。因此近十几年来对低频噪声的研究得到广泛重视，低频吸声结构的研究是其中的热点之一。
吸声结构是噪声控制技术中的重要措施之一。传统的吸声结构多为孔纤维材料如玻璃棉、岩棉等，外加穿孔护面板。多孔纤维材料具有吸声性能好的优点，但存在耐候性差、吸声性能在受潮后失效、以及长期使用纤维产生飞扬，造成二次污染的问题，对人体健康产生危害。通常多孔纤维材料使用一段时间后需予以更换，且在生产、加工过程纤维也会危害人体。由于共振吸声结构在抗潮湿、卫生清洁、环境友好等方面比传统多孔纤维材料具有优越性，得到越来越广泛的应用，具有取代传统纤维材料的趋势。新型共振吸声结构的机理、计算模型和开发应用也一直在不断地发展完善。
随着人们环保意识的增强和生活水平的提高，无纤维吸声材料得到越来越多的重视，呈现逐步取代传统的多孔纤维材料的趋势。目前已发展的无纤维吸声材料主要有微穿孔吸声装置、铝纤维吸声材料、发泡铝吸声材料、泡沫玻璃、聚氨酯吸声泡沫等。泡沫玻璃存在易碎的缺点，吸声系数在0.4～0.6，吸声频带较窄。聚氨酯吸声泡沫存在不能耐高温、耐候性差等缺点。微穿孔板结构加工简单，无需内填材料，由微孔产生足够的声阻，与空腔形成共振吸声结构。但受加工工艺限制，金属微穿孔板的孔径通常在0.5mm~1mm，单层微穿孔板结构的吸声频带很窄，一般不超过1个倍频程。双层微穿孔结构的吸声频带有所拓展，但通常不超过2个倍频程。
但是，对于单一空腔的普通共振吸声结构，要在低频有良好的吸声性能，必须大幅度增加空腔深度，体量往往很大。此外，单一空腔的普通共振吸声结构的吸声频带较窄，对于孔径为1mm的微穿孔板，半吸声带宽(吸声系数≥0.5)通常不到2个倍频程。吸声频率要求越低，吸声结构的厚度往往要求越大，在空间普遍受到限制的场合下，普通共振吸声结构无法很好地满足噪声控制的实际需要。
为此，吸声性能良好的小尺寸新型低频共振吸声结构的研究和设计一直是声学领域的热点和难点。由深度呈伪随机序列变化的单层微穿孔结构在一个方向周期并列，声阻抗变化引起的散射显著影响结构的吸声特性。在阻抗匹配的情况下可以使得整体结构的吸声频带显著拓宽，吸声系数0.8以上的有效吸声频带可达2~3个倍频程，0.6以上的有效吸声频带可达3个倍频程，峰值接近1.0，且中低频吸声性能显著提高，吸声性能曲线平坦。
该结构加工简单，安装简便，无需任何多孔纤维吸声材料，吸声性能优越。
发明内容
本发明的目的在于提出一种超宽频带、高吸声系数、装置简单、易于清洁的两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构，适用于各需要降噪的场合，尤其2KHz以下的噪声。
本发明提出的两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构，由若干个单元封闭空腔８排列得到，整体结构外表面平齐，相邻两个单元封闭空腔８的有效空腔深度按M序列或剩余二次序列这两种伪随机序列排列，单元封闭空腔８个数为伪随机序列的长度；每个单元封闭空腔８为由微穿孔面板1、前端面2、后端面3、左端面4、右端面5和单元底板7相连而成的长方体结构，单元隔板６位于单元封闭空腔８内，将单元封闭空腔８分隔成若干单元；每个单元封闭空腔８的微穿孔面板1外表面平齐，微穿孔面板1的四边分别连接前端面2一侧、后端面3一侧、左端面4一侧和右端面5一侧，单元隔板6一侧连接微穿孔面板１；单元底板7的四边分别连接前端面2一侧、后端面3一侧、左端面4一侧和右端面5一侧，单元隔板6另一侧连接单元底板７；每个微穿孔面板1上分布有微孔9，微孔9所占的面积为微穿孔面板1总面积的0.5％～4％；微孔的孔径和穿孔面积比均不是随意布置，根据实际需要优化设定。
本发明中，微孔12的孔径为0.2~1.2mm。
本发明中，微穿孔面板1到单元底板7的距离按伪随机序列变化。
本发明中，微穿孔面板1到单元底板7的距离最大不超过400mm。
本发明具有吸声系数高、吸声频带宽的优点。在150Hz～2KHz以内的频率范围内均具有较好的吸声性能，能够适用于大多数噪声源，尤其中低频成分较强的噪声源，噪声降低效果显著。
由于本发明的吸声装置采用金属材料或非金属材料薄板冲孔加工而成，因此具有易加工、易清洗、耐高温，并具有优越的耐侯性，可完全回收利用，完全避免了传统纤维材料存在的耐候性和二次污染的问题，具有优越的环保功能。
使用本发明安装简便，只要将其安装到需要吸声处理的场所即可。
本发明的有益效果在于：
本发明显著拓宽中低频吸声频带，提高中低频吸声系数。装置简单，薄形轻便，吸声性能良好，加工简便，成本低廉，吸声系数大于0.8的吸声频带宽度达2~3个倍频程，0.6以上的有效吸声频带可达3个倍频程，峰值接近1.0，且中低频吸声性能显著提高，吸声性能曲线平坦适用面广，易清洗、耐高温，并具有优越的耐侯性，可完全回收利用，完全避免了二次污染的问题，具有优越的环保功能。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为本发明剖面图。
图3为本发明实施例１吸声性能。
图中标号：1为微穿孔面板，2为前端面，3为后端面，4为左端面，5为右端面，6为单元隔板，7为单元底板，8为单元封闭空腔，9为微穿孔面板的微孔。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明的实施方式。
实施例1：将下列各部件按图1~图2所示方式连接，该领域技术人员均能顺利实施。微穿孔面板1、前端面2、后端面3、左端面4、右端面5、单元隔板6、单元底板7相连，组成7个深度按剩余二次序列(QRD序列)分布的单元封闭腔体8。微穿孔面板1采用0.6~0.8mm厚的氧化铝板，尺寸为长0.4m，宽0.1m，微穿孔面板1上分布有2000~3000个孔径为0.6~0.8mm的微孔9。微孔面板1与单元底板7的距离为0cm、9cmm、36cm、18cm、18cm、36cm、9cm。
前端面2、后端面3、左端面4、右端面5、单元隔板6、单元底板7采用1mm厚钢板。前端面2与后端面3平行，左端面4与右端面5平行，左端面4与前端面2、微穿孔面板1、单元底板7垂直。右端面5与前端面2、微穿孔面板1、单元底板7垂直。
如图3所示，实施例1的吸声性能在150Hz~640Hz为0.8以上，110Hz~750Hz为0.6以上，峰值超过0.9。
Claims (4)
1.两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构，其特征在于由若干个单元封闭空腔(８)排列得到，整体结构外表面平齐，相邻两个单元封闭空腔(８)的有效空腔深度按M序列或剩余二次序列这两种伪随机序列排列，单元封闭空腔(８)个数为伪随机序列的长度；每个单元封闭空腔(８)为由微穿孔面板(1)、前端面(2)、后端面(3)、左端面(4)、右端面(5)和单元底板(7)相连而成的长方体结构，单元隔板(６)位于单元封闭空腔(８)内，将单元封闭空腔８分隔成若干单元；每个单元封闭空腔(８)的微穿孔面板(1)外表面平齐，微穿孔面板(1)的四边分别连接前端面(2)一侧、后端面(3)一侧、左端面(4)一侧和右端面(5)一侧，单元隔板(6)一侧连接微穿孔面板(1)；单元底板(7)的四边分别连接前端面(2)一侧、后端面(3)一侧、左端面(4)一侧和右端面(5)一侧，单元隔板(6)另一侧连接单元底板(7)；每个微穿孔面板(1)上分布有微孔(9)，微孔(9)所占的面积为微穿孔面板(1)总面积的0.5％～4％；微孔的孔径和穿孔面积比均不是随意布置，根据实际需要设定。
2.根据权利要求1所述的两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构，其特征在于微孔(12)的孔径为0. 2~ 1. 2mm。
3.根据权利要求1所述的两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构，其特征在于微穿孔面板(1)到单元底板(7)的距离按伪随机序列变化。
4.根据权利要求1所述的两维伪随机序列微穿孔超宽频带吸声结构，其特征在于微穿孔面板(1)到单元底板(7)的距离最大不超过400mm。
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