一种新型复合型吸声隔声体

1.本发明属于吸声、隔声、降噪领域，具体为一种新型复合型吸声隔声体。

背景技术：

2.噪声污染已然成为当今世界最为严重的环境问题之一，其严重影响了人们的正常工作与休息，亦于无形中对人们的身体健康造成了伤害。为此，人们做了很多努力来减小或消除噪声带来的不利影响，而主要是采用吸声隔声结构来达到这一目的。
3.在日常生活中穿孔板的应用非常广泛，它既可以作为装饰板，又可以作为多孔吸声材料的面板，以增强低频吸声性能。传统穿孔板的吸声系数大约在0.16左右，由于穿孔板自身的声阻较小，因此这种结构的吸声带宽较窄，通常只有几十赫兹到几百赫兹。相对于传统穿孔板，微穿孔板吸声结构的板厚一般小于2mm，穿孔直径均小于1mm，其穿孔率小于15％。由于微穿孔板的结构特性，在不加多孔吸声材料的情况下可以得到良好的吸声性能，其吸声频率主要集中在中、高频段。
4.目前，不论是隔声还是吸声技术，无法达到在很大的频段范围内实现良好的吸声和隔声性能，尤其是对低频声波的吸收。目前主流的吸声材料包括多孔金属材料、声子晶体及声学黑洞等，这些材料对高频声波吸收效果显著，对低频声波吸声能力较差，并且针对低频声波的吸声，其频带较窄，频带宽度通常不足1000hz。
5.基于现有技术存在的不足，本发明专利结合微穿孔板和声学黑洞结构，提出一种复合型的新型吸声、隔声结构，来解决10～6400hz超宽频段的吸声、隔声问题。

技术实现要素：

6.本发明克服现有技术的不足，提供了一种基于微穿孔板和声学黑洞结构的超低频、超宽频带吸声隔声结构，为超低频和超宽带声波控制开辟新的途径。
7.技术方案：本发明所述的一种新型复合型吸声隔声体，包括依次设置的多层结构，每一层都由微穿孔板隔开，且每一层都有一个小的吸声结构嵌入其中，小的吸声结构均被侧边微穿孔板隔开，并且每层结构均由小的吸声顶端的支撑结构支撑。
8.本发明总长度为75～156mm，宽度为45～55mm。随着层级结构数量的增多，可以达到更好的吸声隔声效果，但最少为五层结构，每层长度15mm，宽度为45～55mm。
9.本发明一端为穿孔板，一端为实体板，且层间和侧边为微穿孔板，微穿孔板厚度为0.50mm～1.50mm之间，其表面均匀分布通孔，通孔孔径为0.07～1.17mm，孔隙率为0.5％～20％。
10.本发明设计的层间吸声结构相当于一个内置的小的吸声体，且其顶端可以对结构整体起到一个很好的支撑作用，增加该设计的刚度和强度。
11.工作原理：当声波入射到界面时，由于框体与微穿孔板的共同作用，一部分声波被反射，从而减弱透射声能，增加多层微穿孔板吸声结构的隔声性能。一部分声波沿入射方向进入微穿孔板，当入射波长与微穿孔板声阻抗相匹配时，产生共振，声波在微孔与小的abh
结构内振荡，克服摩擦阻力而消耗(吸收)声能，达到吸声的效果；同时，当声波从微孔进入小的吸声结构时，由于声波与孔壁间的摩擦与热粘性效应，也会消耗(吸收)一部分声能，小的吸声结构通过将声波聚焦在尖端的截止频率以上来吸收声音，从而提高结构整体的吸声性能。最后，多层复合结构的耦合作用，极大的拓宽了吸声、隔声范围，以及实现超低频吸声、隔声。
12.该吸声体的吸声、隔声性能与其层间微穿孔板、侧边微穿孔板的结构尺寸和每级小的abh结构尺寸、大小有关，通过改变这些结构或参数来调整该吸声、隔声体的可吸声隔声的频率范围。
附图说明
13.图1是本发明的全剖结构图；
14.图2是本发明第一层小的吸声结构的剖视图；
15.图3是本发明的传声损失曲线图；
16.图4是本发明的实验与模拟的吸收系数和模拟反射系数对比图。
具体实施方式
17.为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图对本发明做进一步阐述，所述是对本发明的解释而不是限定。
18.本发明提供一种新型复合型吸声隔声体的一个实例的全剖结构图，如图1所示，该结构是一种多层结构，给出的是为11层结构的全剖图，每一层都由微穿孔板(1)隔开，且每一层都有一个小的吸声结构(2)嵌入其中，小的吸声结构均被侧边微穿孔板(3)隔开，并且每层结构均由小的吸声顶端的支撑结构支撑。一端为微穿孔板(4)，一端为实体板(5)。
19.图2所示为第一层小的吸声结构的剖视图，给出了小的吸声结构的尺寸大小，解释了权利要求书中的具体尺寸。其中，d1为其末端厚度，e1、e2为其尖端厚度，g为其中心轴到尖端距离，b为尖端到微穿孔板距离，b为第一层结构厚度，d为实体板厚度。
20.图3所示本发明的传声损失曲线图，可以看出，由于低频处声阻较大，隔声量在低频处较大，且随频率降低而增大，因此该发明可以很好地抑制超低频声波。且该发明具有非常好的隔声能力，在100hz以下的超低频段stl超过70db，最高可达74db，在10-200hz频段stl为60-70db，整体隔声量高于50db。
21.图4为实验与模拟的吸收系数和模拟反射系数对比图，吸声系数的实验数据与仿真数据吻合较好，证明了该发明的准确性与实用性。随着结构层数的增加，且每层微穿孔板的面积不同，可以增加峰值吸收，实现超宽带吸收。在400-3200hz频段，吸收系数大于0.8，在250hz频段，吸收系数达到0.7。
22.需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，在实际应用过程中，可根据噪声控制的具体频段，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

技术特征：

1.一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：包括依次设置的多层结构，每一层都由微穿孔板(1)隔开，且每一层都有小的吸声结构(2)嵌入其中，小的吸声结构均被侧边微穿孔板(3)隔开，并且每层结构均由小的吸声顶端的支撑结构支撑。2.根据权利要求1所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述吸声隔声体总长度为75～156mm，宽度为45～55mm。3.根据权利要求2所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述吸声隔声体总层数可以为5～15层。4.根据权利要求1所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述吸声隔声体一端为微穿孔板(4)，一端为实体板(5)。5.根据权利要求1所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述微穿孔板厚度为0.50mm～1.50mm之间，其表面均匀分布通孔，通孔孔径为0.07～1.17mm，孔隙率为0.5％～15％。6.根据权利要求1所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述第一级小的吸声结构末端厚度为0.5～1.5mm，尖端厚度为0.5～1.5mm，中心轴到尖端距离为21～23mm，尖端到微穿孔板的距离为5.8～6.2mm。7.根据权利要求1所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述侧边微穿孔板为锥体结构。8.根据权利要求1所述的一种新型复合型吸声隔声体，其特征在于：所述小的吸声结构尺寸逐级随着侧边微穿孔板的线性变化而改变其尺寸结构。

技术总结

本发明涉及一种新型复合型吸声隔声体，其特征是，包括依次设置的多层结构，每一层都由微穿孔板隔开，且每一层都有一个小的吸声结构嵌入其中，小的吸声结构均被微穿孔板隔开，并且每层结构均由小的吸声结构顶端的支撑结构支撑。该结构质量轻且强度高，同时，该吸声体在不同频段均有比较好的吸声效果，并且随着微穿孔板和谐振腔层数的增加，且每层微穿孔板的面积不同，可以增加峰值吸收，实现超宽带、超低频吸收。本发明制备简单，在吸声、隔声、降噪方面具有广阔的市场前景。具有广阔的市场前景。