CN116168672A - 一种消声体、消声器及信息通信系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种消声体、消声器及信息通信系统。本申请提供的消声体包括第一消声腔和至少一个第二消声腔;第一消声腔包括第一消声外壳,第一消声外壳上设置多个第一穿孔,第一消声外壳的穿孔率大于50%;至少一个第二消声腔的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率。本申请的技术方案拓宽了消声体的消声带宽,由于第一消声腔的穿孔率大于50%,消声体对于中高频的噪声消声效果比较显著。示例性的,当第二消声腔的消声峰值频率处于低频波段时,本申请提供的技术方案提高了消声体对于低频的噪声消声效果。
Description
技术领域
本申请涉及噪声控制技术领域,尤其涉及一种消声体、消声器及信息通信系统。
背景技术
通讯、中央空调等大型通风系统的噪声控制工程领域,常采用片式、折板式、蜂窝式(矩阵式)消声器,主要利用多孔介质材料的吸声性能实现降噪。
但是目前使用的消声器中的消声体只包含一个消声外壳的穿孔率大于50%的消声腔,消声体对于中高频的噪声消声效果比较显著,对于低频的噪声消声效果并不理想。因此,如何在有限的空间内拓宽消声体的消声带宽,是本领域技术人员亟待决的问题。
发明内容
本申请实施例的主要目的是提出一种消声体、消声器及信息通信系统,旨在实现扩宽消声体的消声带宽。
为实现上述目的,本申请实施例提供了一种消声体,所述消声体包括:至少一个第一消声腔和至少一个第二消声腔;
所述第一消声腔包括第一消声外壳,所述第一消声外壳上设置多个第一穿孔,所述第一消声外壳的穿孔率大于50%;
至少一个所述第二消声腔的消声峰值频率小于所述第一消声腔的消声峰值频率。
为实现上述目的,本申请实施例还提供了一种消声器,包括外壳,至少一个如上述技术方案任意所述的消声体;所述消声体设置在所述外壳内部。
为实现上述目的,本申请实施例还提供了一种信息通信系统,所述信息通信系统包括如上述技术方案任意所述的消声器,以及位于所述消声器内的电子设备。
本申请实施例提供的技术方案,消声体包括至少一个第一消声腔和至少一个第二消声腔,第一消声腔的穿孔率大于50%,第一消声腔可以实现对于中高频噪声进行消声,第二消声腔的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率,拓宽了消声体的消声带宽。由于第一消声腔的穿孔率大于50%,消声体对于中高频的噪声消声效果比较显著。示例性的,当第二消声腔的消声峰值频率处于低频波段时,本申请实施例提供的技术方案提高了消声体对于低频的噪声消声效果。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
下面结合附图和实施例对本申请进一步地说明;
图1是本申请的一个实施例提供的消声体的结构示意图;
图2是本申请的另一个实施例提供的消声体的结构示意图;
图3是本申请的又一个实施例提供的消声体的结构示意图;
图4是本申请的又一个实施例提供的消声体的结构示意图;
图5为图2中第一消声外壳的另一种放大展开图以及第二消声外壳的另一种放大展开图;
图6是本申请的又一个实施例提供的消声体的结构示意图;
图7是本申请的一个实施例提供的消声体的制备方法的流程示意图;
图8是本申请的一个实施例提供的消声器的结构示意图;
图9是图8的右视图;
图10是本申请的一个实施例提供的信息通信系统结构图。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明,其本身没有特有的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
正如上述背景技术中所述,消声体对于声音的消声带宽较窄。针对上述技术问题,本申请实施例提供了如下技术方案,旨在实现一种具有宽消声带宽的消声体、消声器及信息通信系统。
本申请实施例提供了一种消声体,该消声体包括:至少一个第一消声腔和至少一个第二消声腔;第一消声腔包括第一消声外壳,第一消声外壳上设置多个第一穿孔,第一消声外壳的穿孔率大于50%;至少一个第二消声腔的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率。
图1是本申请的一个实施例提供的消声体的结构示意图。图2是本申请的另一个实施例提供的消声体的结构示意图。示例性的,图1和图2中的消声体100包括两个消声腔,分别是第一消声腔20和第二消声腔10,参见图2,第一消声腔20包括第一消声外壳22,第一消声外壳22上设置多个第一穿孔220,第一消声外壳22的穿孔率大于50%;至少一个第二消声腔10的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率。
可以理解的是,消声峰值频率为消声腔在一个消声频率范围内对应的消声效果显著的频率。需要说明的是,本申请实施例中箭头方向为噪声的传播方向。
具体的,消声腔的消声频率可以参见如下公式(1)进行计算。
其中,fr为消声频率,c为声速,h为孔深,Lk为孔的有效径长,p为穿孔率。
参见公式(1),在声速、孔深和孔的有效径长相同的情况下,穿孔率越大,消声腔的消声频率越大,相应的,消声腔的消声峰值频率越大。
因此,第一消声外壳22的穿孔率大于50%可以保证第一消声腔20对中高频噪声进行有效降噪。
在本申请实施例第一消声腔20的消声频率范围S2的频率为A1-A3之间,第一消声腔20的消声峰值频率为f1,第二消声腔10的消声频率范围S1的频率为A1-A2之间,第二消声腔10的消声峰值频率为f2,第二消声腔10的消声峰值频率为f2小于第一消声腔20的消声峰值频率为f1。
图3是本申请的又一个实施例提供的消声体的结构示意图。示例性的,图3中的消声体200包括三个消声腔,分别是第二消声腔10、第二消声腔20和第一消声腔30,第二消声腔10的消声频率范围S1的频率为A1-A2之间,第二消声腔20的消声频率范围S2的频率为A2-A3之间,第一消声腔30的消声频率范围S3的频率为A1-A4之间。第一消声腔30的消声峰值频率为f1,第二消声腔10的消声峰值频率为f2,第二消声腔20的消声峰值频率为f3,第二消声腔10的消声峰值频率为f2小于第一消声腔30的消声峰值频率为f1,且二消声腔20的消声峰值频率为f3小于第一消声腔30的消声峰值频率为f1。
具体的,在本申请实施例中,第二消声腔的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率,可以参见公式(1),通过控制第二消声腔的穿孔率以及孔的有效径长来实现第二消声腔的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率。
本申请实施例提供了一种并联吸声结构,消声体包括至少一个第一消声腔和至少一个第二消声腔,第一消声腔的穿孔率大于50%,第一消声腔可以实现对于中高频噪声进行消声,第二消声腔的消声峰值频率小于第一消声腔的消声峰值频率,拓宽了消声体的消声带宽。由于第一消声腔的穿孔率大于50%,消声体对于中高频的噪声消声效果比较显著。示例性的,当第二消声腔的消声峰值频率处于低频波段时,本申请实施例提供的技术方案提高了消声体对于低频的噪声消声效果。
可选的,消声体还包括第一消声材料、第二消声材料和分隔板;第二消声腔包括第二消声外壳;第一消声外壳、分隔板以及填充于分隔板和第一消声外壳内的第一消声材料构成第一消声腔;第二消声外壳、分隔板以及填充于分隔板和第二消声外壳内的第二消声材料构成第二消声腔。
示例性的,参见图2,消声体100还包括第一消声材料21、第二消声材料12和分隔板13;第二消声腔10包括第二消声外壳11;第一消声外壳22、分隔板13以及填充于分隔板13和第一消声外壳22内的第一消声材料21构成第一消声腔20;第二消声外壳11、分隔板13以及填充于分隔板13和第二消声外壳11内的第二消声材料12构成第二消声腔10。
其中,消声材料可以选取消声效果好的多孔性吸声材料,例如矿棉、玻璃棉以及聚氨酯泡沫等,提高整体消声效果。不同的消声腔内可以填充不同的消声材料,也可以填充相同的消声材料。示例性的,第二消声材料12采用矿棉或玻璃棉等多孔性吸声材料,第一消声材料21采用聚氨酯泡沫,聚氨酯泡沫在高频降噪具有较好效果,但是成本更低,因此,在保证性消声性能的条件下,第一消声材料21采用成本更低的消声材料能够有效节约成本。
可以理解的是,分隔板13、第二消声外壳11和第一消声外壳22的材料不限,可以为金属或者其他材料。分隔板13、第二消声外壳11和第一消声外壳22的连接方式包括但是不限定为如下连接方式:示例性的,分隔板13可以通过黏贴、熔接、螺接等等方式与第二消声外壳11和第一消声外壳22相连;分隔板13还可以与第二消声外壳11和第一消声外壳22一体成型。
可选的,至少两个相邻的消声腔所在的平面位于同一平面或者至少两个相邻的消声腔所在的平面之间存在预设夹角。
示例性的,图1-图3中,消声体100内两个相邻的消声腔所在的平面位于同一平面,消声体100的制备难度较低。
图4是本申请的又一个实施例提供的消声体的结构示意图。示例性的,参见图4,对于消声体100来说,第二消声腔10所在平面的中线L1和第一消声腔20所在平面的中线L2之间存在预设夹角α,预设夹角α也是第二消声腔10所在平面和第一消声腔20所在平面之间的预设夹角α。由于第二消声腔10所在平面和第一消声腔20所在平面之间存在预设夹角α,消声体100可以对噪声产生折射,改变噪声在消声体100的传播方向。
具体的,至少两个相邻的消声腔所在的平面之间存在预设夹角,消声体可以对噪声产生折射,改变噪声在消声体的传播方向,噪声在折射的过程中,其能量得到衰减,可以增强消声体的消声效果。
可选的,第二消声外壳上设置多个第二穿孔。
参见公式(1),在声速和孔深相同的情况下,孔的有效径长越大,消声腔的消声频率越小;穿孔率越大,消声腔的消声频率越大。
综上,参见图2,可以通过调节第二消声腔10的第二穿孔110的孔径和穿孔率来改变第二消声腔10的消声频率,进而实现对第二消声腔10的消声频率范围和消声峰值频率进行调节,实现拓宽消声体的消声带宽的技术效果。
可选的,参见图2和图5,第二穿孔110的有效径长为1-8mm。
示例性的,第二穿孔110为圆孔时,第二穿孔110的有效径长为圆孔的直径。若第二穿孔110为正方形或者长方形,第二穿孔110的有效径长为其对角线。需要说明的是,第二穿孔110的有效径长为两点之间的最长的直线距离。
其中,第二穿孔110的形状可以相同也可以不同,第二穿孔110可以均匀分布也可以无规则分布。
可选的,参见图2和图5,第二穿孔的穿孔率为0.1%-1%。
参见公式(1),第二消声外壳11采用有效径长为1-8mm,且穿孔率为0.1%-1%的第二穿孔110,第二穿孔110的有效径长大于通常设置的穿孔的有效径长0.2-1mm,穿孔率小于通常设置的穿孔的穿孔率1%-3%,能够提高对低频噪声峰值进行降噪,且降低了消声体的制备成本。
可选的,参见图5,第一穿孔220的形状不限,可以为圆形、正方形、长方形以及不规则形状。第一穿孔220的有效径长大小不限,第一穿孔220可以均匀分布、也可以无规则分布,本申请对此不做限制。
本申请实施例提供的消声体通过分腔设置,且第二消声外壳11和第一消声外壳22分别采取不同穿孔率的穿孔板,第二消声外壳11采取大孔径、小穿孔率的穿孔板能够提升对低频噪声的降噪,第一消声外壳22采取穿孔率大于50%的穿孔板能够提升对中高频噪声的降噪。最终,消声体100实现了针对不同频段的噪声都有较好的消声效果,将最低有效降噪频率从500Hz拓宽到了215Hz,针对频率为315Hz的噪声峰值降噪量提升一倍,整机在相同散热能力下,声压级噪声降低10dBA以上。需要说明的是,第二消声腔10和第一消声腔20的数量不作限定,且不同第二消声腔10的第二穿孔110的有效径长和穿孔率可以随实际需要发生变化,且不同第一消声腔20的第一穿孔220的有效径长和穿孔率可以随实际需要发生变化。需要说明的是,本申请实施例通过第二消声外壳11采取大孔径、小穿孔率的穿孔板能够提升对低频噪声的降噪的技术方案,相比通过增大孔深的方式提升对低频噪声的降噪的技术方案,一方面避免了深孔在由消声体构成的消声器中阻塞流道,另一方面,无需制作深孔,降低了消声体的制备成本。
可选的,消声体为长方体或者椭圆体。
图6是本申请的又一个实施例提供的消声体的结构示意图。示例性的,参见图6,消声体100的形状为椭圆体时,消声体100呈流线型,具有更低的流阻,消声效果更好。当消声体100的形状为正方体或长方体时,消声体的制作加工更加简单。
本申请还提供了一种消声体的制备方法。图7是本申请的一个实施例提供的消声体的制备方法的流程示意图,参见图7,该方法包括如下步骤:
步骤110、通过仿真确定消声体中第一消声腔和第二消声腔的预设消声频率。
步骤120、根据预设消声频率确定第二消声腔的消声外壳的穿孔参数,其中所述穿孔参数包括穿孔的有效径长和穿孔率。
步骤130、模拟消声体的消声效果。
步骤140、消声体的消声效果符合预设标准,制备消声体的样品并测试。
步骤150、消声体的消声效果不符合预设标准,重新确定消声腔的消声外壳的穿孔参数。
本申请实施例提供的消声体的制备方法可以根据需要的消声带宽,在制备消声体的样品之前确定出符合预设消声带宽的消声体,降低了消声体的制备成本。
图8是本申请的一个实施例提供的消声器的结构示意图。图9是图8的右视图。示例性的,参见图8和图9,消声器包括了外壳001以及消声体300、消声体301和消声体302。每个消声体均包括第二消声腔10和第一消声腔20。
可以理解的是,外壳001可以是金属等材料,本申请对外壳的材料不做限制。外壳001的形状可以是长方体、正方体等形状,本申请对外壳的形状不做限制。
可以理解的是,消声体300、消声体301和消声体302和设置在外壳001内部的方式可以是固定连接、活动接连,或者是其他不连接方式,消声体300、消声体301、和消声体302在外壳001内部的方式可以相同、也可以不同,本申请对此不做限定。
本申请实施例的消声器包括上述技术方案中的消声体,该消声体通过设置至少两个消声腔,且至少两个消声腔的消声频率范围至少分布在两个不完全交叠的数值范围内,拓宽了消声体和消声器的消声带宽。
可选的,消声器包括至少两个消声体,相邻消声体形成气流通道。
示例性的,参见图9,相邻消声体之间形成气流通道400。
具体的,气流通道400用作风扇出口的气体通道。
可选的,消声体的厚度和气流通道的厚度的比值为1:1至5:1。
示例性的,参见图9,消声体的厚度D为平行于XOY直角坐标系中Y方向的尺寸。气流通道的厚度H为平行于XOY直角坐标系中Y方向的尺寸。
消声体的厚度和气流通道的厚度的比值为1:1至5:1之间,第一方面,消声体的流阻处于较小的范围,不会阻碍风扇出口的气体通过,可以保证通过消声器的气体的散热效果。第二方面,消声体的尺寸不会过小,以保证消声体具有预设的消声效果。
本申请还提供了一种信息通信系统,包括前述实施例所述的消声器,以及位于所述消声器内的电子设备。
图10是本申请的一个实施例提供的信息通信系统结构图。如图10所示,信息通信系统包括外壳001、若干个消声体500、消声体501、消声体502和消声体503,以及电子设备002。本申请对于电子设备002设置于消声器的具体位置以及方式不做限制。进一步的,若干个消声体的第二消声腔10靠近电子设备002设置,若干个消声体的第一消声腔20远离电子设备002设置。进一步的,电子设备002与消声体之间设置若干个风扇003,能够进一步提升信息通信系统的消声效果和散热效果。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例,并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请的权利范围之内。
Claims (11)
1.一种消声体,其特征在于,包括:至少一个第一消声腔和至少一个第二消声腔;
所述第一消声腔包括第一消声外壳,所述第一消声外壳上设置多个第一穿孔,所述第一消声外壳的穿孔率大于50%;
至少一个所述第二消声腔的消声峰值频率小于所述第一消声腔的消声峰值频率。
2.根据权利要求1所述的消声体,其特征在于,所述消声体还包括第一消声材料、第二消声材料和分隔板;
所述第二消声腔包括第二消声外壳;
所述第一消声外壳、所述分隔板以及填充于所述分隔板和所述第一消声外壳内的第一消声材料构成所述第一消声腔;
所述第二消声外壳、所述分隔板以及填充于所述分隔板和所述第二消声外壳内的第二消声材料构成所述第二消声腔。
3.根据权利要求2所述的消声体,其特征在于,所述第二消声外壳上设置多个第二穿孔。
4.根据权利要求3所述的消声体,其特征在于,所述第二穿孔的有效径长为1-8mm。
5.根据权利要求3所述的消声体,其特征在于,所述第二穿孔的穿孔率为0.1%-1%。
6.根据权利要求1所述的消声体,其特征在于,至少两个相邻的消声腔所在的平面位于同一平面或者至少两个相邻的消声腔所在的平面之间存在预设夹角。
7.根据权利要求1所述的消声体,其特征在于,所述消声体为长方体或者椭圆体。
8.一种消声器,其特征在于,包括外壳,至少一个如权利要求1-7任一所述的消声体;所述消声体设置在所述外壳内部。
9.根据权利要求8所述的消声器,其特征在于,所述消声器包括至少两个所述消声体,相邻所述消声体形成气流通道。
10.根据权利要求9所述的消声器,其特征在于,所述消声体的厚度和所述气流通道的厚度的比值为1:1至5:1。
11.一种信息通信系统,其特征在于,包括如权利要求8-10任一所述的消声器,以及位于所述消声器内的电子设备。
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