CN114255724A - 吸隔声结构及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种吸隔声结构及装置。吸隔声结构包括:微穿孔面板、底板以及设于微穿孔面板和底板之间的至少一层微穿孔波折板;其中,微穿孔面板具有第一结构参数,第一结构参数被配置为使微穿孔面板具有第一声阻抗;每层微穿孔波折板具有第二结构参数,第二结构参数被配置为使微穿孔波折板具有第二声阻抗;在多个不连续的第一频段内,第一声阻抗和各所述第二声阻抗叠加形成的整体声阻抗与空气的声阻抗满足预设的匹配关系,进而有利于提高吸隔声结构于复杂声学环境的吸隔声性能。
Description
技术领域
本发明涉及吸声技术领域,特别是涉及一种吸隔声结构及装置。
背景技术
噪声无处不在,严重影响人们的日常生活。随着人们对生活水平地不断提高,对噪声的治理和控制也变得愈加重视。对于众多工程环境,除了对结构的力学性能等的考量,隔声和吸声性能也都是很重要的标准。隔声是指声音从结构的第一侧向与第一侧相对的第二侧传播时,由于结构的阻挡而使第二侧的声能量小于第一侧的声能量。吸声是指声音通过或者入射到介质时,声能量被介质内部的结构或物质所消耗而减小。
对于吸声材料,传统声学材料中以多孔吸声材料为主,但是其存在中低频吸声性能不足、空间占用大等缺点。近年来微穿孔板的使用越来越广泛,与传统多孔吸声材料相比,微穿孔板具有防火等级高,吸声频带可调制等优点,但是微穿孔板的隔声性能有限。另一方面,普通微穿孔板通常有微穿孔面板,无孔背板以及中间蜂窝结构支撑组成,通过调节微穿孔面板厚度、穿孔直径、孔间距以及背腔深度等参数,可以调节吸声频率。微穿孔板的主要缺点是吸声频段较窄,通常只存在一个吸声峰,对于复杂的声学环境比较难以胜任。
对于隔声材料,传统隔声材料受质量定律的影响,质量越大其隔声量越高,并且可以通过不同阻抗的材料复合来达到更高的隔声性能,例如常见的三明治板(包括泡沫夹心、蜂窝夹心以及波纹夹心三明治板等),但是传统的隔声材料并不具备吸声性能,致使其使用条件受到了一定的限制。
发明内容
基于此,为解决上述问题中至少之一,本发明旨在提供一种改进的吸隔声结构。
第一方面,本申请提供一种吸隔声结构,包括:
微穿孔面板、底板以及设于所述微穿孔面板和所述底板之间的至少一层微穿孔波折板;
其中,所述微穿孔面板具有第一结构参数,所述第一结构参数被配置为使所述微穿孔面板具有第一声阻抗;每层所述微穿孔波折板具有第二结构参数,所述第二结构参数被配置为使所述微穿孔波折板具有第二声阻抗;
在多个不连续的第一频段内,所述第一声阻抗和各所述第二声阻抗叠加形成的整体声阻抗与空气的声阻抗满足预设的匹配关系。
上述吸隔声结构,通过设计微穿孔面板和每层微穿孔波折板的结构,使其分别具备第一结构参数和第二结构参数,进而使得吸隔声结构的整体声阻抗能够与空气的声阻抗在多个不连续的第一频段内满足预设的匹配关系,形成多个声波吸收峰,从而有利于适用至复杂的声学环境。具体而言,在该匹配关系下,声波经过微穿孔及其对应的背腔时,能够通过共振使空气和内壁发生反复摩擦产生粘热效应,产生热损耗,从而大幅度的消耗声波能量,实现有效吸隔声。除此之外,相比于传统的多孔吸声材料,本申请的吸隔声结构利用了三明治隔声板的结构,因此还具备较佳地隔声效果。
在其中一个实施例中,每层所述微穿孔波折板包括多个交替连接的第一微穿孔板和第二微穿孔板,相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板呈角度设置;所述第一结构参数包括所述微穿孔面板的穿孔的孔径、穿孔率、厚度中的至少一个;所述第二结构参数包括所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板的穿孔的孔径、穿孔率、厚度,以及相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板的夹角中的至少一个。
在其中一个实施例中,所述微穿孔面板上的穿孔具有第一孔径,所述第一微穿孔板上的穿孔具有第二孔径,所述第二微穿孔板上的穿孔具有第三孔径;其中,所述第一孔径、所述第二孔径、所述第三孔径均小于或等于1mm。
在其中一个实施例中,所述微穿孔波折板具有多层,所述多层微穿孔波折板沿所述微穿孔面板的法线方向依次连接设置。
在其中一个实施例中,相邻层所述微穿孔波折板关于与所述微穿孔面板平行的面镜面对称。
在其中一个实施例中,所述吸隔声结构还包括多个筋,每个所述筋设置在相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板之间,且所述筋的一端与所述微穿孔面板连接,另一端与所述底板连接。
在其中一个实施例中,所述第一孔径、所述第二孔径、所述第三孔径的取值范围均为0.2mm~1mm;所述微穿孔面板的穿孔率的取值范围为1.4%~1.8%,所述第一微穿孔板的穿孔率的取值范围为0.36%~2.1%,所述第二微穿孔板的穿孔率的取值范围为0.2%~2.1%;所述微穿孔面板、所述第一微穿孔板、所述第二微穿孔板的厚度的取值范围均为0.6mm~1mm;相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板的夹角的取值范围为120°~135°。
在其中一个实施例中,所述微穿孔面板上的穿孔均匀分布,所述微穿孔波折板上的穿孔均匀分布。
在其中一个实施例中,所述底板背离所述微穿孔面板的一侧设置有阻尼胶。
第二方面,本申请提供一种吸隔声装置,包括如前所述的吸隔声结构。
上述吸隔声装置,包括至少一个前述的吸隔声结构,从而能够至少在一个方向上与空气的声阻抗在多个不连续的第一频段内满足预设的匹配关系,形成多个声波吸收峰,实现对复杂的声学环境有效吸隔声,例如,可用于对大交通工具(火车、动车、高铁、飞机等)声学环境的有效吸隔声。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例的结构示意图;
图2为图1所示实施例的正视图;
图3为图2中A-A面的剖视示意图;
图4为图1所示实施例与传统微穿孔板的吸声系数随频率的变化曲线图;
图5为图1所示实施例与传统微穿孔板的隔声量随频率的变化曲线图;
图6为本申请另一实施例的结构示意图;
图7为图6所示实施例的吸声系数随频率的变化曲线图;
图8为本申请另一实施例的结构示意图;
图9为图8所示实施例的吸声系数随频率的变化曲线图;
图10为本申请又一实施例的结构示意图。
元件标号说明:
100、吸隔声结构,110、微穿孔面板,110h、面板穿孔,120、第一层微穿孔波折板,121、第一微穿孔板,121h、第一波折板穿孔,122、第二微穿孔板, 122h、第二波折板穿孔,130、第二层微穿孔波折板,131、第一微穿孔板,132、第二微穿孔板,140、底板,150、筋;
200、吸隔声结构,210、微穿孔面板,210h、面板穿孔,220、微穿孔波折板,221、第一微穿孔板,221h、第一波折板穿孔,222、第二微穿孔板,222h、第二波折板穿孔,230、底板,240、筋;
300、吸隔声结构,310、微穿孔面板,310h、面板穿孔,320、微穿孔波折板,321、第一微穿孔板,321h、第一波折板穿孔,322、第二微穿孔板,322h、第二波折板穿孔,330、底板,340、筋;
400、吸隔声结构,410、微穿孔面板,420、第一层微穿孔波折板,430、第二层微穿孔波折板,440、第三层微穿孔波折板,450、底板,460、筋。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
传统的微穿孔板的主要缺点是吸声频段较窄,且通常只存在一个吸声峰,较难适用于复杂的声学环境;另外,微穿孔板通常只用于吸声,因此,其隔声效果比较有限。传统的三明治隔声板虽然具有比较好的隔声效果,但是无吸声性能,致使使用条件受到了一定的限制。
本申请提出了一种兼具优异吸隔声性能,且吸声频段较宽,针对不同频段可实现分频设计具备多个吸声峰的吸隔声结构。该吸隔声结构可广泛应用于家装、工业、建筑等方面。
在一些实施方式中,如图1至图3所示,吸隔声结构100包括微穿孔面板 110、底板140以及设于微穿孔面板110和底板140之间的至少一层微穿孔波折板。可选的,初始层的微穿孔波折板的波峰与微穿孔面板连接,最后一层的微穿孔波折板的波谷与底板连接。可选的,微穿孔波折板可具有1层、2层、3层、 4层、5层、6层等整数层。以图1至图3所示为例,微穿孔波折板具有两层,分别为第一层微穿孔波折板120和第二层微穿孔波折板130,第一层微穿孔波折板120的波峰与微穿孔面板110连接,第一层微穿孔波折板120的波谷与第二层微穿孔波折板130的波峰连接,第二层微穿孔波折板130的波谷与底板140 连接;又以图6和图8所示为例,微穿孔波折板具有一层,分别为微穿孔波折板220和微穿孔波折板320;又以图10所示为例,微穿孔波折板具有三层,分别为第一层微穿孔波折板420、第二层微穿孔波折板430、第三层微穿孔波折板 440。
可选的,微穿孔面板110上开设有多个面板穿孔110h,第一层微穿孔波折板120上开设有多个波折板穿孔,第二层微穿孔波折板130上开设有多个波折板穿孔。可选的,微穿孔面板110和各微穿孔波折板上的穿孔可以呈方形阵列排布,也可以呈梅花形、蜂窝形阵列排布。可选的,底板140为无穿孔的薄板。
在另一些实施方式中,微穿孔面板110、至少一层微穿孔波折板以及底板 140可通过粘贴、焊接等方式进行连接。另外,微穿孔面板110、至少一层微穿孔波折板以及底板140的材质可根据防火及工艺要求选用塑料、金属等材料进行加工,例如,可选用聚丙烯塑料、PA46塑料、PPS塑料、铜、铝等。
进一步的,微穿孔面板110具有第一结构参数,第一结构参数被配置为使微穿孔面板110具有第一声阻抗;每层微穿孔波折板具有第二结构参数,第二结构参数被配置为使微穿孔波折板具有第二声阻抗。具体的,以图1至图3所示为例,第一声阻抗由微穿孔面板110与其背腔产生;可选的,第一结构参数包括可独立调整的微穿孔面板110的厚度、孔径、穿孔率、及其对应的背腔深度等,其中,背腔深度可表示为各面板穿孔110h的中心沿微穿孔面板110的法线方向到微穿孔波折板的距离,进而根据马氏理论可求得第一声阻抗Zu。第二声阻抗由每层微穿孔波折板及其对应的背腔产生;可选的,第一层微穿孔波折板120的第二结构参数包括可独立调整的第一层微穿孔波折板120的厚度、孔径、穿孔率、折弯角、及其对应的背腔深度等,其中,折弯角可表示为微穿孔波折板中前后两块微穿孔板的夹角,背腔深度可表示为各波折板穿孔的中心沿微穿孔面板110的法线方向到第二层微穿孔波折板130的距离;第二层微穿孔波折板130的第二结构参数可以以此类推,此处不再赘述。理论上,由于声波入射到微穿孔波折板时与声波入射到微穿孔面板110时会有入射角以及背腔深度的变化,因此,通过在马氏理论中引入声波入射角、背腔变化等相关参数,可求得各第二声阻抗Zmi,其中,i表示微穿孔波折板的序数,例如,第一层微穿孔波折板120的第二声阻抗可表示为Zm1,第二层微穿孔波折板130的第二声阻抗可表示为Zm2,以此类推。
微穿孔波折板可具有多层,该多层微穿孔波折板沿微穿孔面板110的法线方向依次连接设置,从而,吸隔声结构100的整体声阻抗Z可表示为微穿孔面板 110与各层微穿孔波折板的声阻抗的串联,换言之,吸隔声结构100的整体声阻抗Z可表示为可以理解,当微穿孔波折板为一层时,吸隔声结构 100的整体声阻抗Z可表示为Z=Zu+Zm1。另一方面,吸隔声结构100的吸声系数α可由整体声阻抗表示其中,Z0表示空气的声阻抗。因此,通过优化微穿孔面板110的第一结构参数、各层微穿孔波折板的第二结构参数,可实现吸隔声结构100吸声系数的选频设计。
在此基础上,可进一步优化第一结构参数和各第二结构参数,使吸隔声结构100在多个不连续的第一频段内,第一声阻抗Zu和各第二声阻抗Zmi叠加形成的整体声阻抗与空气的声阻抗满足预设的匹配关系。具体而言,当吸隔声结构100的整体声阻抗Z与空气的阻抗Z0完美匹配时,吸声系数α可取到最大值,例如可以是0.95~0.999这类趋近于1的值;可选的,本申请中将吸声系数α的取值大于或等于一预设值(该预设值可以是0.6、0.7、0.8、0.9、0.95等)时视为满足前述预设的匹配关系,此时声波对应的频段视为第一频段,对应的,吸声系数α小于前述预设值时声波对应的频段可视为第二频段,如此有利于根据不同场景下吸隔声结构的吸声性能需求来匹配每个声波吸收峰的频宽。例如对于吸声需求较高的场景(如高铁飞机座舱、会议室、录音室、酒店等),可选取吸声系数大于或等于0.8或0.9时的频段作为第一频段,而对于吸声需求不用特别高的场景,如家庭中的房间,可选取吸声系数大于或等于0.6或0.7时的频段作为第一频段。在前述多个不连续的第一频段内,声波经过微穿孔及其对应的背腔时,能够通过共振使空气和内壁发生反复摩擦产生粘热效应,产生热损耗,从而大幅度的消耗声波能量,实现有效吸隔声。
除此之外,微穿孔波折板的层数越多,第一结构参数和第二结构参数的调控自由度便越多,从而更有利于调控形成多个声波吸收峰,拓宽吸隔声结构100 的吸声频段,提高复杂声学环境的适应能力。可以理解的是,微穿孔波折板的层数越多,吸隔声结构100的整体厚度也会越厚,因此也会对吸声频段的选取造成影响,同时厚度越厚,也不利于吸隔声结构100的薄型化设计。综上,技术人员根据实际需求可以选取合适的微穿孔波折板的层数,使得吸隔声结构100 能够在声波吸收峰的数量获取、吸声频段的选取以及吸隔声结构100的厚度控制之间取得平衡。
最后,相比于传统的多孔吸声材料,本申请的吸隔声结构100利用了三明治隔声板的结构,因此还具备较佳地隔声效果。
在一些实施方式中,每层微穿孔波折板包括多个交替连接的第一微穿孔板和第二微穿孔板,相邻的第一微穿孔板和第二微穿孔板呈角度设置。以图2和图3所示为例,第一层微穿孔波折板120具有交替连接的第一微穿孔板121和第二微穿孔板122,第二层微穿孔波折板130具有交替连接的第一微穿孔板131 和第二微穿孔板132。另一方面,如前文所述,第一结构参数包括微穿孔面板 110的穿孔的孔径、穿孔率、厚度中的至少一个;第二结构参数包括第一微穿孔板121和第二微穿孔板122的穿孔的孔径、穿孔率、厚度,以及相邻的第一微穿孔板121和第二微穿孔板122的夹角中的至少一个,其中,相邻的第一微穿孔板121和第二微穿孔板122的夹角可表示为前述微穿孔波折板的折弯角,对应的取值范围为大于0°小于180°。
通过设置第一微穿孔板和第二微穿孔板,可分别对第一微穿孔板和第二微穿孔板上的穿孔进行调控,从而有利于在微穿孔波折板的层数一定时增加声波吸收峰的数量;并且,通过设置两个相交的微穿孔板,有利于形成三角形支撑结构,从而增强吸隔声结构100的结构强度。
在一些实施方式中,面板穿孔110h具有第一孔径,波折板穿孔包括第一微穿孔板121上的第一波折板穿孔121h和第二微穿孔板上的第二波折板穿孔 122h,第一波折板穿孔121h具有第二孔径,第二波折板穿孔122h具有第三孔径;其中,第一孔径、第二孔径、第三孔径均小于或等于1mm。
通过控制微穿孔面板及各微穿孔波折板上的穿孔孔径均小于1mm,有利于通过更精细化的阻抗匹配设计实现频段更多、频宽更宽、吸声系数更高的吸声特性,而无需在吸隔声结构内部额外增加多孔材料,提高了性能的同时,减少了材料的使用,进而也有利于控制成本,减少环境污染。可选的,第一孔径、第二孔径、第三孔径均大于或等于0.2mm且小于或等于1mm。如此,更有利于满足日常生活环境的吸声需求。
在一些实施方式中,相邻层微穿孔波折板关于与微穿孔面板平行的面镜面对称。如此,有利于简化微穿孔波折板的设计和制造,降低吸隔声结构100的制备成本。
在一些实施方式中,如图2和图3所示,吸隔声结构100还包括多个筋150,每个筋设置在相邻的第一微穿孔板和第二微穿孔板之间,且筋150的一端与微穿孔面板110连接,另一端与底板140连接。可选的,筋150可设置在微穿孔波折板的波峰和/或波谷处,如此有利于在吸隔声结构100内部与相邻的微穿孔板形成三角形支撑结构,从而进一步加强吸隔声结构100的结构强度。可选的,筋150可等间隔地均匀布置在吸隔声结构100内部。可选的,筋150可通过粘贴、焊接等方式与微穿孔面板110和底板140连接。可选的,筋150可与微穿孔面板110一体成型和/或与底板140一体成型。可选的,筋150的材质可以与微穿孔面板、波折板的材质相同。
在一些实施方式中,如图2和图3所示,微穿孔面板110上的穿孔均匀分布,微穿孔波折板上的穿孔均匀分布。通过上述设置,可使微穿孔面板110和微穿孔波折板上的孔间距分别为一定值,从而有利于在设计时快速调整微穿孔面板110和微穿孔波折板上的穿孔率,进而快速调整声阻抗,实现更好的阻抗匹配效果,同时也有利于简化后期的制备工艺,降低制备成本。
在一些实施方式中,底板140背离微穿孔面板110的一侧设置有阻尼胶(图未示出),以增强吸隔声结构100整体的阻尼特性,使阻抗更好的满足预设的匹配关系。可选的,阻尼胶可通过黏贴或者涂刷的方式设置在底板140背离微穿孔面板110的一侧上。
综上,本申请的吸隔声结构结合微穿孔板和三明治隔声板的特点,具备优异的吸隔声性能,且通过第一结构参数和第二结构参数的设计和选取,可使吸隔声结构能够针对不同频段实现分频设计进而具备多个声波吸收峰,满足复杂声学环境的吸隔声需求。
下面参照图1~图10进一步描述可适用于上述实施方式的吸隔声结构的具体实施例。
具体实施例一
以下参照图1至图5描述具体实施例一的吸隔声结构100。图1至图3示出了具体实施例一的吸隔声结构100的结构示意图。
吸隔声结构100的具体结构已由前文详细阐述,此处不再赘述。
其中,微穿孔面板110的第一结构参数为:微穿孔面板110的厚度为1mm,第一孔径为1mm,穿孔率为1.8%。第一层微穿孔波折板120的第二结构参数为:第一微穿孔板121和第二微穿孔板122的厚度均为1mm,孔径均为0.9mm,穿孔率均为2.1%,且第一微穿孔板121和第二微穿孔板122的夹角为120°(即第一层微穿孔波折板120的折弯角)。第二层微穿孔波折板130的第二结构参数为:第一微穿孔板131和第二微穿孔板132的厚度均为0.8mm,孔径均为0.8mm,穿孔率均为0.36%,且第一微穿孔板131和第二微穿孔板132的夹角(即第二层微穿孔波折板130的折弯角)为120°。
图4示出了具有两层微穿孔波折板的吸隔声结构100的吸声系数随频率的变化曲线(实线),同时也示出了同等厚度(14mm)下,传统微穿孔板的吸声系数随频率的变化曲线(点划线)。可以看到,本实施例的吸隔声结构100在 500Hz~5000Hz之间形成有3个声波吸收峰,而传统的微穿孔板在500Hz~ 5000Hz内仅形成有1个声波吸收峰。进一步的,若取吸声系数大于或等于0.6 视为满足预设的声阻抗匹配关系时,则3个声波吸收峰的吸声系数峰值均满足预设的匹配关系,其从而,第一个声波吸收峰对应的第一频段大约为800Hz~1100Hz,第二个声波吸收峰对应的第一频段大约为1950Hz~2200Hz,第三个声波吸收峰对应的第一频段大约为4050Hz~4500Hz;若取吸声系数大于或等于0.8 视为满足预设的声阻抗匹配关系时,则有2个声波吸收峰(第一、第三个声波吸收峰)的吸声系数峰值满足预设的匹配关系,从而,第一个声波吸收峰对应的第一频段大约为900Hz~1050Hz,第三个声波吸收峰对应的第一频段大约为 4200Hz~4400Hz。
图5示出了具有两层微穿孔波折板的吸隔声结构100的隔声量随频率的变化曲线(实线),同时也示出了同等厚度下,传统微穿孔板的隔声量随频率的变化曲线(点划线)。可以看到,在500Hz~2000Hz频率范围内,吸隔声结构 100的隔声量明显大于传统微穿孔板的隔声量。进而可以推知,在大约为800Hz~ 1100Hz以及大约为1950Hz~2200Hz的频段内,吸隔声结构100能够兼具优异的吸隔声性能。
具体实施例二
以下参照图6至图7描述具体实施例二的吸隔声结构200。图6示出了具体实施例二的吸隔声结构200的结构示意图。
吸隔声结构200包括微穿孔面板210、一层微穿孔波折板220、底板230、筋240,其中,微穿孔波折板220设置在微穿孔面板210和底板230之间,且微穿孔波折板220的波峰与微穿孔面板210连接,微穿孔波折板220的波谷与底板230连接;筋240设置在微穿孔波折板220的第一微穿孔板221和第二微穿孔板222之间,且一端与微穿孔面板210连接,另一端与底板230连接。
其中,微穿孔面板210的第一结构参数为:微穿孔面板210的厚度为0.6mm,面板穿孔210h的第一孔径为0.8mm,穿孔率为1.4%。微穿孔波折板220的第二结构参数为:第一微穿孔板221和第二微穿孔板222的厚度均为0.6mm,第一波折板穿孔221h的第二孔径为0.8mm,第二波折板穿孔222h的第三孔径也为 0.8mm,穿孔率均为1.0%,且第一微穿孔板221和第二微穿孔板222的夹角(即微穿孔波折板220的折弯角)为135°。
图7示出了具有两层微穿孔波折板的吸隔声结构200的吸声系数随频率的变化曲线。可以看到,本实施例的吸隔声结构200在500Hz~5000Hz之间形成有2个声波吸收峰。进一步的,若取吸声系数大于或等于0.6视为满足预设的声阻抗匹配关系时,则2个声波吸收峰的吸声系数峰值均满足预设的匹配关系,从而,第一个声波吸收峰对应的第一频段大约为1050Hz~1525Hz,第二个声波吸收峰对应的第一频段大约为2850Hz~3250Hz;若取吸声系数大于或等于0.8 视为满足预设的声阻抗匹配关系时,则2个声波吸收峰的吸声系数峰值仍满足预设的匹配关系,从而,第一个声波吸收峰对应的第一频段大约为1350Hz~1400Hz,第二个声波吸收峰对应的第一频段大约为2975Hz~3200Hz。
具体实施例三
以下参照图8至图9描述具体实施例三的吸隔声结构300。图8示出了具体实施例三的吸隔声结构300的结构示意图。
吸隔声结构300包括微穿孔面板310、一层微穿孔波折板320、底板330、筋340,其中,微穿孔波折板320设置在微穿孔面板310和底板330之间,且微穿孔波折板320的波峰与微穿孔面板310连接,微穿孔波折板320的波谷与底板330连接;筋340设置在微穿孔波折板320的第一微穿孔板321和第二微穿孔板322之间,且一端与微穿孔面板310连接,另一端与底板330连接。
其中,微穿孔面板310的第一结构参数为:微穿孔面板310的厚度为0.6mm,面板穿孔310h的第一孔径为0.8mm,穿孔率为1.4%。微穿孔波折板320的第二结构参数为:第一微穿孔板321和第二微穿孔板322的厚度均为0.6mm,第一波折板穿孔321h的第二孔径为0.8mm,第二波折板穿孔322h的第三孔径为0.6mm,第一微穿孔板321的穿孔率为1.0%,第二微穿孔板322的穿孔率为0.2%,且第一微穿孔板321和第二微穿孔板322的夹角(即微穿孔波折板320的折弯角) 为135°。
图9示出了具有一层微穿孔波折板的吸隔声结构300的吸声系数随频率的变化曲线。可以看到,本实施例的吸隔声结构300在500Hz~5000Hz之间形成有4个声波吸收峰。进一步的,若取吸声系数大于或等于0.6视为满足预设的声阻抗匹配关系时,则4个声波吸收峰的吸声系数峰值均满足预设的匹配关系,从而,第一个声波吸收峰对应的第一频段大约为750Hz~900Hz,第二个声波吸收峰对应的第一频段大约为1050Hz~1450Hz,第三个声波吸收峰对应的第一频段大约为2100Hz~2500Hz,第四个声波吸收峰对应的第一频段大约为2900Hz~ 3200Hz;若取吸声系数大于或等于0.8视为满足预设的声阻抗匹配关系时,则有3个声波吸收峰(第二、第三、第四个声波吸收峰)的吸声系数峰值满足预设的匹配关系,从而,第二个声波吸收峰对应的第一频段大约为1200Hz~ 1350Hz,第三个声波吸收峰对应的第一频段大约为2200Hz~2450Hz,第四个声波吸收峰对应的第一频段大约为3000Hz~3050Hz。
具体实施例四
以下参照图10描述具体实施例四的吸隔声结构400。图10示出了具体实施例四的吸隔声结构400的结构示意图。
吸隔声结构300包括微穿孔面板410、三层微穿孔波折板、底板450、筋460,其中,第一层微穿孔波折板420、第二层微穿孔波折板430、第三层微穿孔波折板440沿微穿孔面板410的法线方向依次连接设置在微穿孔面板410和底板450 之间,其中,第一层微穿孔波折板420的波峰与微穿孔面板410连接,第二层微穿孔波折板430的波峰与第一层微穿孔波折板420的波谷连接,第二层微穿孔波折板430的波谷与第三层微穿孔波折板440的波峰连接,第三层微穿孔波折板440的波谷与底板450连接。筋450设置在各微穿孔波折板的相邻的第一微穿孔板和第二微穿孔板之间。
除此之外,本申请提供一种吸隔声装置,包括如前文所述的吸隔声结构。
上述吸隔声装置,包括至少一个前述的吸隔声结构,从而能够至少在一个方向上与空气的声阻抗在多个不连续的第一频段内满足预设的匹配关系,形成多个声波吸收峰,实现对复杂的声学环境有效吸隔声。例如,吸隔声装置可作为吸隔声板的集合用于对大交通工具(火车、动车、高铁、飞机等)声学环境的有效吸隔声,其中,吸隔声板可包括如前文所述的多种实施例的吸隔声结构,且吸隔声板可依据所适配的大交通工具的表面而具备多种形状。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种吸隔声结构,其特征在于,包括:
微穿孔面板、底板以及设于所述微穿孔面板和所述底板之间的至少一层微穿孔波折板;
其中,所述微穿孔面板具有第一结构参数,所述第一结构参数被配置为使所述微穿孔面板具有第一声阻抗;每层所述微穿孔波折板具有第二结构参数,所述第二结构参数被配置为使所述微穿孔波折板具有第二声阻抗;
在多个不连续的第一频段内,所述第一声阻抗和各所述第二声阻抗叠加形成的整体声阻抗与空气的声阻抗满足预设的匹配关系。
2.根据权利要求1所述的吸隔声结构,其特征在于,
每层所述微穿孔波折板包括多个交替连接的第一微穿孔板和第二微穿孔板,相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板呈角度设置;
所述第一结构参数包括所述微穿孔面板的穿孔的孔径、穿孔率、厚度中的至少一个;
所述第二结构参数包括所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板的穿孔的孔径、穿孔率、厚度,以及相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板的夹角中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的吸隔声结构,其特征在于,
所述微穿孔面板上的穿孔具有第一孔径,所述第一微穿孔板上的穿孔具有第二孔径,所述第二微穿孔板上的穿孔具有第三孔径;
其中,所述第一孔径、所述第二孔径、所述第三孔径均小于或等于1mm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的吸隔声结构,其特征在于,所述微穿孔波折板具有多层,所述多层微穿孔波折板沿所述微穿孔面板的法线方向依次连接设置。
5.根据权利要求4所述的吸隔声结构,其特征在于,相邻层所述微穿孔波折板关于与所述微穿孔面板平行的面镜面对称。
6.根据权利要求2所述的吸隔声结构,其特征在于,所述吸隔声结构还包括多个筋,每个所述筋设置在相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板之间,且所述筋的一端与所述微穿孔面板连接,另一端与所述底板连接。
7.根据权利要求3所述的吸隔声结构,其特征在于,
所述第一孔径、所述第二孔径、所述第三孔径的取值范围均为0.2mm~1mm;
所述微穿孔面板的穿孔率的取值范围为1.4%~1.8%,所述第一微穿孔板的穿孔率的取值范围为0.36%~2.1%,所述第二微穿孔板的穿孔率的取值范围为0.2%~2.1%;
所述微穿孔面板、所述第一微穿孔板、所述第二微穿孔板的厚度的取值范围均为0.6mm~1mm;
相邻的所述第一微穿孔板和所述第二微穿孔板的夹角的取值范围为120°~135°。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的吸隔声结构,其特征在于,所述微穿孔面板上的穿孔均匀分布,所述微穿孔波折板上的穿孔均匀分布。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的吸隔声结构,其特征在于,所述底板背离所述微穿孔面板的一侧设置有阻尼胶。
10.一种吸隔声装置,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的吸隔声结构。
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