[发明专利]多亥姆霍兹共振器并联型蜂窝夹芯木质吸声板

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸声板，属于吸声技术领域。

背景技术

随着大工业生产的不断发展，噪声污染已经成为与空气污染、水污染并列的三大污染之一，被列为21世纪环境污染控制的主要问题。噪声影响正常的工作秩序和工作效率，也影响人们的日常生活和身心健康。控制噪声已成为人类的当务之急。

吸声是噪声控制的主要措施之一。目前，用于室内吸声的装饰材料普遍采用矿棉、玻璃棉等无机纤维多孔吸声材料，它们在安装施工的过程中因纤维性脆、容易折断形成粉尘散逸而污染环境、影响呼吸、刺痒皮肤。另外还有金属穿孔吸声板，如穿孔钢板、穿孔铝板等，但易给人以冰冷的感觉，不适宜用于小空间的居室，而且成本相对比较高。

木质吸声板是一种新兴的吸声材料，当前市场上主要有槽木、孔木吸声板以及木丝吸声板。其中，以中密度纤维板或轻质刨花板作为基材的正面开直沟槽、背面穿孔、板背后再加一层吸音薄毡的槽木吸声板居多。其吸声原理主要是利用板材上的穿孔及沟槽组成吸声结构，将进入其内的声波吸收掉。这种结构的主要缺点在于频率的选择性强，即吸声频带窄，仅在共振频率附近才会具有较好的吸声性能，而偏离共振频率，则吸声效果明显变差。

另外，还有一种亥姆霍兹共振器结构吸声板，为一长方体基板，在基板的横向方向上开有前后贯通的圆形通孔，所述基板的纵向设有若干钻孔或狭缝，其与横向通孔垂直连接，共同组成若干亥姆霍兹共振体。当钻孔的大小和窄缝的长短及宽窄同时有不同的规格时，就可以吸收不同频率声波的噪音，以达到更好的吸声效果。如图1b，表示亥姆霍兹共振体吸声结构(亥姆霍兹共振体)由大的腔体和窄的颈口组成，材料外部空间与内部腔体通过窄的瓶颈连接，其中d表示圆孔孔径，L为颈的深度，V表示空腔体积。多亥姆霍兹共振体吸声结构由多个单亥姆霍兹共振器并联而成，如图1a。在声波的作用下，孔颈中的空气柱就像活塞一样作往复运动，开口处振动的空气由于摩擦而受到阻滞，使部分声能转化为热能。由多个单孔共振腔并联而成，但是这种结构也有其固有的缺点，即只是对现有板材进行亥姆霍兹共振器型加工，造成一定的资源浪费和成本提高，而且不易于加工，而且只在一块板加工亥姆霍兹共振腔，无法提高腔室容积率，腔室容积率太大，亥姆霍兹共振吸声板的使用强度就无法保证。

发明内容

本发明为了解决现有吸声板存在腔室容积率小、吸声频带窄、吸声效果差的问题，进而提供了一种多亥姆霍兹共振器并联型蜂窝夹芯木质吸声板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的多亥姆霍兹共振器并联型蜂窝夹芯木质吸声板包括面板、芯层和背板，芯层夹在面板和背板之间且三者连接在一起；所述芯层为蜂窝状芯层(蜂窝状芯材)，所述蜂窝状芯层由若干个横截面为六边形筒体拼接在一起构成的，每个横截面为六边形筒体的内腔为一个蜂窝腔室；所述芯层的腔室容积率(腔室容积率等于芯层内所有空腔的容积之和占芯层体积的百分比)大于90％，所述面板上开有若干个穿孔(小通孔)，每个穿孔的轮廓线围成的穿孔形状的面积小于与其相对应的芯层上的六边形面积的四分之一，且面板上每一个穿孔与芯层上的相对应位置的蜂窝腔室相连通。

本发明具有以下有益效果：

本发明夹在穿孔面板和背板中间之间的芯层是蜂窝状芯层(蜂窝夹芯)，由于蜂窝夹芯是一种正六边形稳定结构，与面板和背板连接在一起，成为一种类似于无数工字梁集合体的受力结构，芯层相当于工字梁的腹板，面板相当于工字梁的翼板，具有良好的承压能力，具有质轻高强的特点。更重要的是，本发明所述的吸声结构与亥姆霍兹共振器原理紧密契合，这种蜂窝夹芯结构具有极高的腔室容积率，进而极大提高了吸声率，使得共振频率向低频方向移动，而且穿孔参数及蜂窝状芯层(蜂窝纸板)厚度的变化可达到了拓宽吸声频带的目的。同时，该多亥姆霍兹共振器并联型蜂窝夹芯木质吸声板不含有吸音薄毡等对环境和人体有害的物质，环保性能较好。此外，通过引入质轻高强的蜂窝夹芯材料，与穿孔面板组合形成亥姆霍兹共振器型吸声结构克服了一种亥姆霍兹共振吸声板所造成的木材资源浪费的问题。

本发明所述吸声板由于采用夹芯式结构，实现了可采用除木材以外的其它材质来制作吸声板。不仅节约木材资源，拓宽了吸声频带，而且质轻、高强、环保、对人体健康无害，结构简单，便于施工、制作工艺简单、成本低。