[发明专利]声学吸收体、声学变换器和用于制造声学吸收体或声学变换器的方法

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的声学吸收体，一种 根据权利要求44所述的声学变换器以及一种根据权利要求54所述的用于 制造声学吸收体或者声学变换器的方法。

从现有技术已知的是，将带有开孔的多孔材料用于声衰减，其中“多 孔的”材料理解为如下材料，该材料具有一定的空腔夹杂物的部分。尤其 当材料的空腔的主要部分与其他空腔形成流动连接时，体积“带有开孔的” 多孔材料。于是，声波可以基于带有开孔的多孔材料的彼此连接的空腔而 渗入到材料中并且至少部分地渗透该材料。

渗入到带有开孔的多孔材料中的声波的能量在材料中至少部分地转 换为热能，尤其通过如下方式转换为热能：空气分子的与声波结合的运动 能通过空气分子在围绕空腔的材料上的摩擦而转换为热量。该吸收机制引 起：带有较短波长、即较高频率的声波比低频更为强烈地被吸收。

此外，从现有技术中已知声学变换器，例如以平板扬声器 为形式，该声学变换器然而通常具有强烈非线 性的频率特征。

本发明所基于的问题在于，提供一种用于吸收声波的声学吸收体，该 吸收体可以以尽可能简单的方式来制造并且然而能够实现在较宽的频率 范围上的声吸收。本发明此外基于如下问题：提出一种用于制造这种声学 吸收体的方法。

此外，本发明在另一方面基于如下问题：以简单方式提供一种可实现 的声学变换器，其能够实现尽可能平衡的声产生和/或声吸收。

这些问题通过带有权利要求1的特征的声学吸收体，带有权利要求 44的特征的声学变换器和带有权利要求54的特征的方法来解决。本发明 的改进方案在从属权利要求中予以说明。

由此提供了用于声衰减的声学吸收体，其具有由带有开孔的多孔材料 形成的吸收层，其中带有开孔的多孔材料是弯曲刚性的，使得吸收层在声 碰到中时被激励而弯曲振动并且由于空气涌入到吸收层的带有开孔的多 孔材料，该吸收体能够吸收第一频率范围的声波并且通过吸收层的弯曲振 动的激励而吸收第二频率范围的声波，第二频率范围包括比第一频率范围 低的频率。

当然也可能的是，第一频率范围和第二频率范围部分交叠。尤其可以 选择吸收层的特性，使得两个频率范围在预先确定的交叠频率范围中交 叠，以便在该范围中产生提高的吸收。

由此，吸收层将两个吸收机制彼此组合，即将在较高频情况下带有开 孔的多孔材料的典型吸收与在较低频情况下通过弯曲振动的激励的吸收 彼此组合。由此所指的尤其是：源于吸收层的弯曲振动的激励的在较低频 率范围中的声吸收比可能在该频率范围中存在的通过带有开孔的多孔材 料的穿流引起的小的吸收要大。由此，吸收体借助仅仅一个吸收层也能够 在大的频率范围上衰减声波，即除了带有开孔的多孔吸收层之外不必要设 计用于在较低频的情况下衰减声波的其它装置。由此，借助根据本发明的 吸收体将两个不同的吸收装置在一定程度上并行接通。

属于多孔材料的是所有多孔并且纤维状的材料例如纺织品、羊毛状 物、地毯、泡沫材料、矿棉、棉花、特殊的吸声灰膏、泡沫玻璃颗粒和所 谓的多孔石的(haufwerksporige)材料，这些材料通过如下方式吸收声 能量：这些材料将空气粒子的振动通过摩擦转换为热能。

薄的带有开孔的多孔吸收层例如纺织品优选地在高频范围中进行吸 收。为了也在较薄的材料厚度下实现较为宽带和高的吸收，例如将带有越 来越高的流阻的带有开孔的多孔吸收层彼此相继地设置。在此，尤其是带 有最小流阻的层朝向声源。由此尤其保证：背离声源设置的吸收层并不通 过被其余吸收层遮盖而丧失其有效性。

尤其可以根据声学吸收体的所设计的应用来选择吸收层的抗弯刚度 (或者质量、厚度和/或尺寸)与流阻的比例，例如以便避免在较小空间 中的轰鸣或者高频的相对于较低频率的过强吸收。尤其可以通过恰当地匹 配根据本发明的吸收体在较低频率范围中的吸收特而抵消例如在带有吸 收体的空间的衬里中的“颤动回波”的形成。

此外，根据本发明的声学吸收体通过其不仅在较低频率范围中而且在 较高频率范围中进行吸收的方式而可以取代不同吸收体类型的组合，由此 例如可以减小成本、重量和安装时间。然而，根据本发明的升声学吸收体 当然绝对可以与传统的吸收体类型结合，例如可以将根据本发明的声学吸 收体的吸收层用作亥姆霍兹谐振器的终端面(出口面 )以替代以传统方式用作终端面的阻隔材料。