吸声结构的制作方法

1.本实用新型涉及吸声技术领域，特别是涉及一种吸声结构。

背景技术：

2.声学超构材料，是一种通过对材料关键物理尺度进行一定序构设计，从而获得常规材料或构成超构材料的基材所不具备的超常声学性能的特种复合材料或结构。当声波入射到结构内部时，通过不同功能基元的局域共振作用，可以实现减小声波的能量，实现降噪的效果。换言之，声学超构材料可以在较小的体积下，通过对声学材料的结构设计，利用亚波长局域共振原理，实现对预设频段的高效吸声。
3.超构材料独有的材质和表面的微孔结构提供了更好的吸声效果，具有极佳的防火防潮性能。超构材料表面还具有很好的装饰效果能提升整体格调，产品的寿命相对传统吸隔声材料更长，环境耐性更好。
4.然而，传统的吸声超构材料具有吸声频率较窄、低频消声效果较差、调频方式简单、占用空间较大的问题。

技术实现要素：

5.基于此，为解决上述问题中至少之一，本实用新型旨在提供一种改进的吸声结构。
6.第一方面，本技术提供一种吸声结构，包括：
7.本体，具有多个入声部，每个所述入声部具有若干个开口；以及，
8.多个mie型共振腔，设于所述本体内部；
9.其中，所述mie型共振腔与所述入声部一一对应设置，每个所述mie型共振腔与对应的所述入声部上的开口连通。
10.上述吸声结构，利用mie型共振腔，可使声波进入后在共振腔内产生垂直共振，从而在共振腔中震荡，和内壁发生摩擦产生粘热效应，消耗声波能量达到消声的效果。另一方面，虽然单个mie型共振腔对应一个共振频率，但由于各共振腔之间的近场耦合作用，耦合效果的强弱可根据共振频率的间隔调整，产生多个耦合谐振频率，从而有利于拓宽吸声频率范围，提高吸声结构的整体吸声性能。除此之外，通过在入声部上设置若干开口，既能使未开口的部分防止雨水灰尘等大量进入mie型共振腔，并且，随着开口数量的变化也能改变入声部的开口率，从而有效调整吸声结构的吸声频率范围，满足不同吸声场景的应用需求。
11.在其中一个实施例中，每个所述mie型共振腔内设置有多孔吸声材料。
12.在其中一个实施例中，所述本体包括：本体框架，具有多个所述mie型共振腔；第一面板，设于所述本体框架的一侧，具有多个所述入声部；以及，第二面板，设于所述本体框架的另一侧；其中，所述本体框架内还设置有多个第一隔板，所述第一隔板的一端连接所述第一面板，另一端连接所述第二面板。
13.在其中一个实施例中，所述mie型共振腔为折叠型共振腔，所述第一隔板的宽度小于或等于所述mie型共振腔宽度的二分之一。
14.在其中一个实施例中，所述本体框架内还设置有多个第二隔板，所述第二隔板设于相邻的两个所述mie型共振腔的连接处；且，多个所述第二隔板与所述第一面板一体成型；或，多个所述第二隔板与所述第二面板一体成型。
15.在其中一个实施例中，沿所述入声部的声波射入面的法线方向，每个所述入声部上的所述若干开口于所述声波射入面的投影具有第一面积，每个所述入声部的声波射入面具有第二面积，其中，所述第一面积与所述第二面积的比值α满足0《α≤0.2。
16.在其中一个实施例中，每个所述mie型共振腔中，所述多孔吸声材料的体积与所述mie型共振腔的容积的比值β满足0.25≤β《1。
17.在其中一个实施例中，所述多孔吸声材料包括三聚氰胺棉、玻璃棉、岩棉、矿棉中的至少一种。
18.第二方面，本技术还提供一种吸声结构，包括本体，开设有多个入声口；以及，多个mie型共振腔，设于所述本体内部；其中，所述mie型共振腔与所述入声口一一对应连通；并且，每个所述mie型共振腔内设置有多孔吸声材料，所述多孔吸声材料的体积与所述mie型共振腔的容积的比值满足预设范围。
19.上述吸声结构，同样可利用mie型共振腔消耗声波能量达到消声的效果，并拓宽吸声频率范围，提高吸声结构的整体吸声性能。除此之外，通过控制多孔吸声材料的体积与mie型共振腔的容积的比值满足预设范围，还可有效地调整吸声结构的吸声频率范围，从而满足不同吸声场景的应用需求。
20.在其中一个实施例中，所述多孔吸声材料的体积与所述mie型共振腔的容积的比值β满足0.25≤β《1。
附图说明
21.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。
22.图1为本技术一实施例的结构示意图；
23.图2为图1所示实施例的a-a面的剖视示意图；
24.图3为图1所示实施例的吸声效果的曲线示意图；
25.图4为本技术另一实施例的a-a面的剖视示意图；
26.图5为本技术另一实施例的a-a面的剖视示意图；
27.图6为本技术另一实施例的结构示意图；
28.图7为图6所示实施例的吸声效果的曲线示意图；
29.图8为本技术又一实施例的截面示意图；
30.图9为图8所示实施例的吸声效果的曲线示意图。
31.元件标号说明：
32.100、本体，110、第一面板，120、本体框架，130、第二面板；
33.111、入声部，1110、开口，112、入声口；
34.121、第一隔板，122、第二隔板，123、mie型共振腔，124、多孔吸声材料。
具体实施方式
35.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
36.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
37.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。在本实用新型的描述中，“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。
38.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。
39.本技术提出了一种新型mie型吸声结构，具有亚波长厚度，低频吸声效率高，且结构的厚度较薄、承载能力强、易于加工和制造。
40.请参考图1和图2，吸声结构包括本体100以及设于本体100内部的多个mie型共振腔123。具体的，mie型共振腔123是一种类fp共振结构，它的吸声性能与其腔体深度、腔体截面尺寸、腔体体积有关，例如通过调整腔体体积，可以对共振腔的吸声系数和吸声频段进行设计。
41.本体100具有多个入声部111，mie型共振腔123与入声部111一一对应设置，每个入声部111具有若干个开口1110，每个mie型共振腔123与对应的入声部111上的开口1110连通，以使外部声源发出的声波大部分都能通过开口1110进入对应的mie型共振腔123。换言之，一个入声部111可以与一个mie型共振腔123组成一个吸声单元，每个吸声单元对应一个吸声频率，多个单元组合起来便可具备宽频的吸声效果。
42.具体而言，声波进入mie型共振腔123后，由于阻抗匹配效应，入射声波在mie型共振腔123内发生垂直共振，从而在mie型共振腔123内振荡，通过和内壁摩擦产生粘热效应而消耗声波能量，实现吸声的效果。另一方面，虽然单个mie型共振腔123对应一个共振频率，但由于各共振腔之间的近场耦合作用，耦合效果的强弱可根据共振频率的间隔调整，产生多个耦合谐振频率，从而有利于拓宽吸声频率范围，提高吸声结构的整体吸声性能。
43.进一步的，为有效地调整吸声结构的吸声频率范围，开口1110的数量大于或等于2，例如开口1110可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个等，从而可以通过改变入声部111的
开口面积来调整吸声结构的吸声频段。其中，入声部111的开口面积表示每个入声部111上的各个开口1110的总面积。在入声部111的声波射入面的面积一定时，入声部111的开口面积越大，吸声频率会向较高的频段偏移，入声部111的开口面积越小，则吸声频率会向较低的频段偏移。
44.可选的，入声部111的开口面积可通过如下方式定义：沿入声部111的声波射入面的法线方向，每个入声部111上的若干开口1110于声波射入面的投影具有第一面积，该第一面积可视为入声部111的开口面积。可选的，每个入声部111的声波射入面的面积可表示为第二面积，则第一面积与第二面积的比值α越大，吸声频率会向较高的频段偏移，α越小，吸声频率会向较低的频段偏移，其中，比值α又可称为入声部111的开口率。
45.图3示出了不同开口率下吸声结构的吸声系数随频率的变化曲线。可以看到，以吸声系数大于等于0.2的频段为例，当开口率为100％时，对应的吸声频段大约为190hz～320hz；当开口率为20％时，对应的吸声频段大约为182hz～310hz；当开口率为10％时，对应的吸声频段大约为178hz～300hz；当开口率为5％时，对应的吸声频段大约为168hz～285hz。从而，可以推知，吸声频率随着开口率的减小而逐渐向较低的频段移动。
46.上述吸声结构，通过在入声部111上设置若干开口1110，既能使未开口的部分防止雨水灰尘等大量进入mie型共振腔，并且，随着开口1110数量的变化也能改变入声部111的开口率，从而有效调整吸声结构的吸声频率范围，满足不同吸声场景的应用需求。
47.在一些实施方式中，如图4所示，每个mie型共振腔123内设置有多孔吸声材料124。通过在mie型共振腔123内设置多孔吸声材料124有利于使吸声结构的吸声频率向低频偏移，从而进一步实现低频吸隔声的效果。可选的，多孔吸声材料124可以是三聚氰胺棉、玻璃棉、岩棉、矿棉中的至少一种，上述材料均为常见的多孔吸声材料，从而不会明显增加吸声结构的制备难度和制备成本。
48.在一些实施方式中，请参考图1和图5，本体100包括本体框架120，具有多个mie型共振腔123；第一面板110，设于本体框架120的一侧，具有多个入声部111；以及第二面板130，设于本体框架12的另一侧；其中，本体框架120内还设置有多个第一隔板121，第一隔板121的一端连接第一面板110，另一端连接第二面板130。如此，有利于提高吸声结构整体的结构强度，从而使吸声结构具备较佳的承载能力。
49.可选的，多个第一隔板121沿平行于mie共振腔123截面的方向间隔设置，和/或沿平行于mie共振腔123的延伸方向间隔设置，通过阵列的方式有利于进一步增强吸声结构的结构强度。可选的，第一隔板121的厚度可以是0.8mm～1.2mm，优选为1mm，第一隔板121太薄无法起到结构增强作用，太厚则可能会影响mie共振腔123的吸声效果，也会造成材料浪费。
50.可选的，第二面板130可以是刚性背板或弹性背板，其中，弹性背板可以包括阻尼橡胶板、聚氨酯胶板等，刚性背板可以包括钢板、pvc板、其他金属板等。可选的，第一面板110也可以是前述的刚性背板或弹性背板，以保证材质的一体性，同时也方便加工。
51.在一些实施方式中，请继续参考图5，mie型共振腔123为折叠型共振腔，第一隔板121的宽度小于或等于mie型共振腔123宽度的二分之一。通过设置折叠型空腔，有利于充分利用本体框架120内的空间，从而设置更多的mie型共振腔123，进而有利于保证一定的吸声频宽，使吸声结构发挥较佳的吸声性能。另外，若第一隔板121的宽度过大，则会影响吸声结构的吸声性能，但宽度大时，可使吸声结构的吸声频率朝低频移动，因此，通过选取合适的
第一隔板121的宽度，可以获得较佳的低频吸声效果。
52.在一些实施方式中，请继续参考图5，本体框架120内还设置有多个第二隔板122，第二隔板122设于相邻的两个mie型共振腔123的连接处；且，多个第二隔板122与第一面板110一体成型；或，多个第二隔板122与第二面板130一体成型。相邻的吸声单元之间通过第二隔板122划分开，可方便设置mie型共振腔123的长度。可选的，第一面板110、第二隔板122、第二面板130可分别成型后通过激光焊接或胶结，也可先由第一面板110与第二隔板122一体成型，再由第二面板130单独成型后连接；或者，也可先由第二面板130与第二隔板122一体成型，再由第一面板110单独成型后连接。
53.在一些实施方式中，比值α满足0《α≤0.2。由图3可知，吸声结构的吸声频率会随着开口率的减小而向低频偏移，因此，通过控制开口率满足上述关系，有利于满足吸声结构的低频吸声需求。
54.在一些实施方式中，每个mie型共振腔123中，多孔吸声材料124的体积与mie型共振腔123的容积的比值β满足0.25≤β《1。多孔吸声材料124填充的越多，比值β越大，吸声结构的吸声频率也会向较低的频段偏移，从而有利于满足吸声结构的低频吸声需求。
55.如图6所示，本技术还提供一种吸声结构，包括本体100，开设有多个入声口112；以及多个mie型共振腔，设于本体100内部；其中，mie型共振腔与入声口112一一对应连通；并且，本体100内还设置有多个第一隔板，第一隔板的一端连接本体100的一侧面板，另一端连接本体100的另一侧面板。通过设置第一隔板可提高吸声结构整体的结构强度，从而使吸声结构具备较佳的承载能力，并且当第一隔板的宽度小于或等于mie型共振腔宽度的二分之一时基本不会影响吸声结构的吸声性能。
56.图7示出了不同的第一隔板层数下吸声结构的吸声系数随频率的变化关系。其中，虚线表示无第一隔板时的吸声系数与吸声频率的变化曲线，黑实线表示设置单层间隔排布的第一隔板时的吸声系数与吸声频率的变化曲线，短划线表示设置双层间隔排布(如图5所示)的第一隔板时的吸声系数与吸声频率的变化曲线。可以看到，三中曲线的变化情况基本一致，可见设置适当宽度的第一隔板可以增强吸声结构的结构强度，但基本不会影响吸声结构的吸声性能。另外可以看到，本实施例的吸声结构在200hz～300hz频率范围内的吸声系数大于0.6。
57.如图8所示，本技术还提供一种吸声结构，包括本体100，开设有多个入声口112；以及多个mie型共振腔123，设于本体100内部；其中，mie型共振腔123与入声口112一一对应连通；并且，每个mie型共振腔123内设置有多孔吸声材料124，多孔吸声材料124的体积与mie型共振腔123的容积的比值满足预设范围。
58.上述吸声结构，同样可利用mie型共振腔123消耗声波能量达到消声的效果，并拓宽吸声频率范围，提高吸声结构的整体吸声性能。除此之外，通过控制多孔吸声材料124的体积与mie型共振腔123的容积的比值满足预设范围，还可有效地调整吸声结构的吸声频率范围，从而满足不同吸声场景的应用需求。
59.具体的，多孔吸声材料124的体积与mie型共振腔123的容积的比值越大，吸声结构的吸声频率会向较低的频段偏移。图9示出了不同体积的多孔吸声材料下吸声结构的吸声系数随频率的变化关系。可以看到，以吸声系数大于等于0.2的频段为例，当不加多孔吸声材料124时，对应的吸声频段大约为190hz～320hz；当比值为0.25时，对应的吸声频段大约
为190hz～280hz；当比值为0.5时，对应的吸声频段大约为130hz～240hz。
60.在一些实施方式中，每个mie型共振腔123中，多孔吸声材料124的体积与mie型共振腔123的容积的比值β满足0.25≤β《1，从而有利于满足吸声结构的低频吸声需求。
61.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。
62.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种吸声结构，其特征在于，包括：本体，具有多个入声部，每个所述入声部具有若干个开口；以及，多个mie型共振腔，设于所述本体内部；其中，所述mie型共振腔与所述入声部一一对应设置，每个所述mie型共振腔与对应的所述入声部上的开口连通。2.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，每个所述mie型共振腔内设置有多孔吸声材料。3.根据权利要求1或2所述的吸声结构，其特征在于，所述本体包括：本体框架，具有多个所述mie型共振腔；第一面板，设于所述本体框架的一侧，具有多个所述入声部；以及，第二面板，设于所述本体框架的另一侧；其中，所述本体框架内还设置有多个第一隔板，所述第一隔板的一端连接所述第一面板，另一端连接所述第二面板。4.根据权利要求3所述的吸声结构，其特征在于，所述mie型共振腔为折叠型共振腔，所述第一隔板的宽度小于或等于所述mie型共振腔宽度的二分之一。5.根据权利要求4所述的吸声结构，其特征在于，所述本体框架内还设置有多个第二隔板，所述第二隔板设于相邻的两个所述mie型共振腔的连接处；且，多个所述第二隔板与所述第一面板一体成型；或，多个所述第二隔板与所述第二面板一体成型。6.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，沿所述入声部的声波射入面的法线方向，每个所述入声部上的所述若干开口于所述声波射入面的投影具有第一面积，每个所述入声部的声波射入面具有第二面积，其中，所述第一面积与所述第二面积的比值α满足0＜α≤0.2。7.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，每个所述mie型共振腔中，所述多孔吸声材料的体积与所述mie型共振腔的容积的比值β满足0.25≤β＜1。8.根据权利要求3所述的吸声结构，其特征在于，所述第一隔板的厚度范围为0.8mm～1.2mm。9.一种吸声结构，其特征在于，包括：本体，开设有多个入声口；以及，多个mie型共振腔，设于所述本体内部；其中，所述mie型共振腔与所述入声口一一对应连通；并且，每个所述mie型共振腔内设置有多孔吸声材料，所述多孔吸声材料的体积与所述mie型共振腔的容积的比值满足预设范围。10.根据权利要求9所述的吸声结构，其特征在于，所述多孔吸声材料的体积与所述mie型共振腔的容积的比值β满足0.25≤β＜1。

技术总结

本申请提供一种吸声结构，包括：本体，具有多个入声部，每个入声部具有若干个开口；以及，多个MIE型共振腔，设于本体内部；其中，MIE型共振腔与入声部一一对应设置，每个MIE型共振腔与对应的入声部上的开口连通。上述吸声结构，可使声波进入后消耗声波能量达到消声的效果。另外，通过在入声部上设置若干开口，既能使未开口的部分防止雨水灰尘等大量进入MIE型共振腔，并且，随着开口数量的变化也能改变入声部的开口率，从而有效调整吸声结构的吸声频率范围，满足不同吸声场景的应用需求。满足不同吸声场景的应用需求。满足不同吸声场景的应用需求。