CN109994096A - 一种适用于有限空间的低频消声水池 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适应于有限空间的低频消声水池，包括：水池池体；吸声圆锥层，设置于水池池体的侧壁；吸声尖劈层，设置于水池池体的底部和顶部；吸声圆锥层和吸声尖劈层的尖端朝向水池池体内；吸声尖劈层的厚度小于吸声圆锥层的厚度。本发明实施例提供的一种消声水池，通过将厚度较小的吸声尖劈层覆盖于水池池体的底部和顶部，将厚度较大的吸声圆锥层覆盖于水池池体的四个侧壁，增大了实验可操作高度和实验可操作空间；同时可在1kHz‑200kHz频段内实现有效吸收横向四周传播的声波，满足一般实验测试及生产活动需要；此外，由于吸声尖劈层的成本比吸声圆锥层的成本更低廉，相对于在水池池体六面均铺设吸声圆锥层，本发明实施例提供的消声水池的成本更低。

Description

一种适用于有限空间的低频消声水池

技术领域

本发明涉及水声工程技术领域，尤其涉及一种适用于有限空间的低频消声水池。

背景技术

通常水声测量属于自由场测量，对自由场有着很复杂的要求。天然的开阔水域比如：湖泊、江河、大型水库、海港湾和海洋等都可用于自由场测量。但是，天然水域受气候环境等自然因素影响很大，并且测量平台安装复杂，成本较高。因而建造人工消声水池仍然是目前绝大多数从事水声研究及水声设备生产的科研单位和工厂的必然选择。

消声水池主要提供一个模拟自由场的水下声场环境。常规消声水池的池深一般在6米以上，且水池六面吸声材料都采用吸声圆锥，然而在池深有限的空间环境前提下，搭建满足吸声要求的消声水池并尽可能提升实验操作空间成为了搭建消声水池的重点及难点。

发明内容

本发明实施例提供了一种适用于有限空间的低频消声水池，解决了在水池的池深有限的实验环境中消声水池的搭建难题，提升了消声水池内部的可操作空间，并降低了生产成本。

本发明实施例提供了一种适用于有限空间的低频消声水池，包括：

水池池体；

吸声圆锥层，设置于所述水池池体的侧壁；

吸声尖劈层，设置于所述水池池体的底部和顶部；

所述吸声圆锥层和所述吸声尖劈层的尖端朝向所述水池池体内；

所述吸声尖劈层的厚度小于所述吸声圆锥层的厚度；

所述吸声圆锥层包括第一吸声圆锥和第二吸声圆锥，所述第一吸声圆锥和所述第二吸声圆锥具有不同的长度，所述第一吸声圆锥和所述第二吸声圆锥等间距交错分布。

可选的，设置于所述水池池体顶部的所述吸声尖劈层浮于所述水池池体的水面上。

可选的，所述吸声尖劈层的厚度为所述吸声圆锥层的厚度的4/19。

可选的，所述吸声圆锥层还包括吸声劈板和安装板，所述吸声劈板贴附于所述安装板上，所述吸声劈板上设置有安装孔，所述第一吸声圆锥和所述第二吸声圆锥穿过所述安装孔，安装在所述安装板上。

可选的，所述吸声尖劈层包括吸声方尖劈、泡沫浮板和面板，所述吸声方尖劈形成在所述泡沫浮板的一侧，所述面板形成在所述泡沫浮板上与所述吸声方尖劈相对的一侧。

可选的，所述吸声尖劈层还包括吊环，所述吊环设置于所述面板上远离泡沫浮板的一侧。

本发明实施例提供的一种适用于有限空间的低频消声水池，通过将厚度较小的吸声尖劈层覆盖于水池池体的底部和顶部，将厚度较大的吸声圆锥层覆盖于水池池体的四个侧壁，增大了实验可操作高度和实验可操作空间；同时可在1kHz-200kHz频段内实现有效吸收横向四周传播的声波，满足一般实验测试及生产活动需要；此外，由于吸声尖劈层的成本比吸声圆锥层的成本更低廉，相对于在水池池体六面均铺设吸声圆锥层，本发明实施例提供的消声水池的成本更低。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种适用于有限空间的低频消声水池的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的吸声尖劈构件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种吸声圆锥构件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例提供了一种适用于有限空间的低频消声水池，用于水声工程实验，图1为本发明实施例提供的一种适用于有限空间的消声水池的结构示意图，如图1所示，该消声水池包括水池池体100、吸声圆锥层200和吸声尖劈层300，其中，水池池体100为六面体结构，示例性的，如图2所示，水池池体100为顶部开口的长方体结构；吸声圆锥层200设置于水池池体的四个侧壁，吸声圆锥层200包括等间距分布的吸声圆锥，吸声圆锥的材料为吸声材料，示例性的，可以是吸声橡胶，例如丁基橡胶；吸声尖劈层300设置于水池池体100的底部和顶部，吸声尖劈层300包括等间距分布的吸声方尖劈，吸声方尖劈的材料为吸声材料，示例性的，可以是吸声橡胶，例如丁基橡胶。吸声圆锥层200的圆锥的尖端和吸声尖劈层300的尖劈的尖端朝向水池池体100内，如此，水池池体100内，吸声圆锥层200的尖端和吸声尖劈层300的尖端围成的空间即为水声工程实验的可操作空间。在该可操作空间内，可放置水声工程的实验设备，如图1所示，可操作空间内放置有I型弯张换能器400，该消声水池可用于I型弯张换能器的距离测量、声源级测量等相关实验测试。吸声圆锥层200能够吸收实验设备沿横向四周传播的声波，吸声尖劈层300能够吸收实验设备沿纵传播的声波。吸声尖劈层300和吸声圆锥层200组合搭配形成吸声模块，吸声模块将水池池体100围成封闭的空间，以模拟自由场。具体的，吸声模块能够吸声，以隔绝外部环境的噪声，以及吸收实验设备发出的声波，避免声波遇到池壁产生回波，影响实验结果。吸声尖劈层300的厚度小于吸声圆锥层200的厚度，吸声圆锥层200覆盖于水池池体100的四个侧壁，吸声尖劈层300覆盖于水池池体100的底部和顶部，增大了实验可操作高度和实验可操作空间；同时吸声圆锥层可在1kHz-200kHz频段内实现有效吸收横向四周传播的声波，满足一般实验测试及生产活动需要；此外，由于吸声尖劈层300的制作工艺相对吸声圆锥层200更简单，因此，吸声尖劈层300的成本更低廉，相对于在水池池体六面均铺设吸声圆锥层，本发明实施例提供的消声水池的成本更低。

本发明实施例提供的适应于有限空间的低频消声水池，通过将厚度较小的吸声尖劈层覆盖于水池池体的底部和顶部，将厚度较大的吸声圆锥层覆盖于水池池体的四个侧壁，增大了实验可操作高度和实验可操作空间；同时可在1kHz-200kHz频段内实现有效吸收横向四周传播的声波，满足一般实验测试及生产活动需要；此外，由于吸声尖劈层的成本比吸声圆锥层的成本更低廉，相对于在水池池体六面均铺设吸声圆锥层，本发明实施例提供的消声水池的成本更低。

可选的，吸声圆锥层200和吸声尖劈层300分别由多个独立的吸声圆锥构件和吸声尖劈构件组合而成，在铺设时，只需将多个独立的吸声圆锥构件连续地铺设在水池池体100的侧壁，将多个独立的吸声尖劈构件连续地铺设在水池池体100的底部和顶部即可，如此，可方便拆装和替换。

可选的，吸声尖劈层300浮于水池池体100的水面上，在水池池体100内注入水后，直接将吸声尖劈层300铺设于水面上即可，操作简单。需要说明的是，吸声尖劈层300也可以通过其他方式固定在水池池体100的顶部，本发明在此不做限定。

图2为本发明实施例提供的吸声尖劈构件的结构示意图，如图2所示，可选的，吸声尖劈层300包括吸声方尖劈301、泡沫浮板302和面板303，吸声方尖劈301形成在泡沫浮板302的一侧，面板302形成在泡沫浮板302上与吸声方尖劈301相对的一侧。其中，吸声方尖劈301的材料可以为吸声橡胶，用于吸收实验设备沿纵传播的声波；泡沫浮板302的材料可以是聚丙乙烯(Polystyrene，PS)，用于提供浮力，使吸声尖劈层300能够浮于水面上，同时也具有吸声的功能；面板303的材料可以为聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)，用于为泡沫浮板302提供安装基底，也能起到保护泡沫浮板302的作用。

可选的，如图2所示吸声尖劈层300还包括吊环304，吊环304设置于面板303上远离泡沫浮板302的一侧，吊环可以是不锈钢吊环，每个吸声尖劈构件可设置至少一个吊环304。现有技术中，吸声尖劈构件浮于水面，为了方便取放和移动吸声尖劈构件，通常在吸声尖劈构件上设置不锈钢拉手，不锈钢拉手体积较大，成本较高。在本发明实施例中，每个吸声尖劈构件设置至少一个吊环304，通过常见的钩爪等工具即能取放和移动吸声尖劈构件，操作方便，且降低了消声水池的制造成本。水池底部设置有挂钩，吸声尖劈构件通过挂钩和吊环304固定在水池底部。

图3为本发明实施例提供的一种吸声圆锥构件的结构示意图，如图3所示，吸声圆锥层200包括吸声圆锥、吸声劈板201和安装板202，可选的，吸声圆锥包括第一吸声圆锥203和第二吸声圆锥204，第一吸声圆锥203和第二吸声圆锥204具有不同的长度，示例性的，如图3所示，第一吸声圆锥203的长度大于第二吸声圆锥204的长度。吸声圆锥的材料可以是吸声橡胶，能够吸收实验设备沿横向四周传播的声波，吸声劈板201的材料可以是吸声橡胶，进一步提高吸声效果，安装板202的材料可以是PVC材料。吸声劈板201贴附于安装板202上，吸声劈板201上开设有若干安装孔，第一吸声圆锥203和第二吸声圆锥204穿过安装孔，圆锥底面与安装板202接触，安装在安装板202上。可选的，第一吸声圆锥203和第二吸声圆锥204等间距交错分布，其中较短吸声圆锥造价成本较低，从而进一步降低了消声水池的制造成本。水池池体100的四个侧壁采用网状结构安装吸声构件方式，具体的，水池池体100的四个侧壁上安装有多条沿竖直方向延伸的不锈钢扁钢，多条沿水平方向延伸的不锈钢角钢焊接在不锈钢扁钢上，形成网状结构，吸声圆锥构件悬挂在不锈钢角钢上。

可选的，吸声尖劈层300的厚度为吸声圆锥层200的厚度的4/19。本发明实施例提供了一种有限空间内经济实用的消声水池，设消声水池长度：A，宽度：B，高度：C，吸声圆锥层厚度：D，水下吸声尖劈层厚度：4/19D，上述个长度单位为米，吸声圆锥层造价成本：E1(元/m²)，吸声尖劈层造价成本：E2(元/m²)。本发明方案与吸声效果接近的现有技术的方案(水池六面全部使用吸声圆锥层)对比，实验可操作空间体积及核心组件成本对比如下：

(1)本发明方案：

实验可操作空间体积：

核心组件成本：W1＝(2AC+2BC)×E1+2AB×E2

(2)现有技术的方案

实验可操作空间体积：V2＝(A-2D)×(B-2D)×(0.8C-2D)

核心组件成本：W2＝(2AB+2AC+2BC)×E1

本发明实施例的方案相对于现有技术的方案增加的实验可操作空间体积为：

节约成本为：W2-W1＝2AB×(E1-E2)

示例性的，给出一组消声水池数据，长度A为12m，宽度B为5m，高度C为1.5m，吸声圆锥层厚度D为0.475m，水下吸声尖劈层厚度为0.1m，每平米吸声圆锥层造价成本E1为6540元，每平米吸声尖劈层造价成本E2为6080元。与常规方案相比，本发明方案增加可操作空间体积约33.56m³，节约成本约55200元。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适应于有限空间的低频消声水池，其特征在于，包括：

水池池体；

吸声圆锥层，设置于所述水池池体的侧壁；

吸声尖劈层，设置于所述水池池体的底部和顶部；

所述吸声圆锥层和所述吸声尖劈层的尖端朝向所述水池池体内；

所述吸声尖劈层的厚度小于所述吸声圆锥层的厚度；

所述吸声圆锥层包括第一吸声圆锥和第二吸声圆锥，所述第一吸声圆锥和所述第二吸声圆锥具有不同的长度，所述第一吸声圆锥和所述第二吸声圆锥等间距交错分布。

2.根据权利要求1所述的适应于有限空间的低频消声水池，其特征在于，设置于所述水池池体顶部的所述吸声尖劈层浮于所述水池池体的水面上。

3.根据权利要求1所述的适应于有限空间的低频消声水池，其特征在于，所述吸声尖劈层的厚度为所述吸声圆锥层的厚度的4/19。

4.根据权利要求1所述的适应于有限空间的低频消声水池，其特征在于，所述吸声圆锥层还包括吸声劈板和安装板，所述吸声劈板贴附于所述安装板上，所述吸声劈板上设置有安装孔，所述第一吸声圆锥和所述第二吸声圆锥穿过所述安装孔，安装在所述安装板上。

5.根据权利要求1所述的适应于有限空间的低频消声水池，其特征在于，所述吸声尖劈层包括吸声方尖劈、泡沫浮板和面板，所述吸声方尖劈形成在所述泡沫浮板的一侧，所述面板形成在所述泡沫浮板上与所述吸声方尖劈相对的一侧。

6.根据权利要求5所述的适应于有限空间的低频消声水池，其特征在于，所述吸声尖劈层还包括吊环，所述吊环设置于所述面板上远离泡沫浮板的一侧。