[发明专利]一种管道噪声气体的消音方法与装置

权利要求书

1.一种管道噪声气体消音方法，其所用的装置包括噪声频谱测试系统(101)和管道气体消音装置(102)两部分，管道气体消音装置(102)包括消音装置壳体(20)，其特征在于：

所述消音装置壳体(20)内部设置有第一消音板(10)、第二消音板(11)、第三消音板(12)和第四消音板(13)，在所述消音装置壳体(20)的两侧分别设置有第一挡板(14)和第二挡板(15)，所述第一挡板(14)和第一消音板(10)之间形成第一扩张腔室(1)，所述第一消音板(10)和第二消音板(11)之间形成第二扩张腔室(2)，所第二消音板(11)和第三消音板(12)之间形成第一共振腔室(3)，所述第三消音板(12)和第四消音板(13)之间形成第二共振腔室(4)，所述第四消音板(13)和第二挡板(15)之间形成第三扩张腔室(5)；噪声频谱测试系统(101)包括噪声源(50)、声级计(51)、高速数据采集卡NI(52)、计算机(53)、噪声的时域图(54)、噪声的频域图(55)；其特征在于：声级计(51)与高速数据采集卡NI(52)采用电性连接，高速数据采集卡NI(52)与计算机(53)采用电性连接;在第一共振腔室(3)内装有第一环形消音共鸣器(16)，且第一环形消音共鸣器(16)通过第一环形支架(18)固定在消音装置壳体(20)的内壁上，通过第一连通器(21)、第二连通器(22)将第一环形消音共鸣器(16)与第二进出气管(9)连通；在第二共振腔室(4)内装有第二环形消音共鸣器(17)，且第二环形消音共鸣器(17)通过第二环形支架(19)固定在消音装置壳体(20)的内壁上，通过第三连通器(23)、第四连通器(24)将第二环形消音共鸣器(17)与第二进出气管(9)连通；

所述第一消音板(10)、第二消音板(11)、第三消音板(12)和第四消音板(13)，大小相同，所述第一挡板(14)和第二挡板(15)大小相同；

所述一种管道噪声气体消音方法包括：

A、对噪声的测试方法

通过声级计(51)对噪声源(50)的振动进行采集，将声级计(51)采集到的信号传输到高速数据采集卡NI(52)、计算机(53)进行处理，进而得到噪声的时域图(54)、再对噪声的时域图(54)进行快速傅里叶变换，得到噪声的频域图(55)；

B、噪声主振及次主振的识别方法

纵轴表示噪声的声强，用声压表示，单位是毫伏，横轴是噪声的振动频率，单位是Hz；噪声的两个主振，采用二个共振腔室来消除，噪声的三个次主振，采用三个扩张腔室来消除；

a、二个振动幅值最大的振动为噪声的二个主振，标出1、2的二个振动，对应的噪声频率分别是f1、f2，设计二个不同尺寸的第一环形消音共鸣器(16)和第二环形消音共鸣器(17)，使得二个不同尺寸的环形消音共鸣器的共振频率分别落入f1*(1±10％)、f2*(1±10％)的振动频带，利用共振腔室频率与噪声的主振频率相同时发生共振的原理，来消音来分别消除频率为f1、f2的噪声；

b、标出3、4、5的三个振动，对应的噪声频率分别是f3、f4、f5，是噪声的次主振，采用三个不同尺寸的扩张腔室，来分别消除频率为f3、f4、f5的噪声；

c、利用多孔吸音材料对其余频率的噪声进行降噪；

C、频率为f1的噪声气体消音方法

根据噪声气体的频率f1，确定第一环形消音共鸣器(16)的尺寸，使得第一环形消音共鸣器(16)的主振频率落入噪声气体的频率f1的振动频带f1*(1±10％)，当频率为f1的噪声气体通过第二进出气管(9)进入第一共振腔室(3)和第一环形消音共鸣器(16)时，频率为f1的噪声气体与第一环形消音共鸣器(16)发生共振，使得频率为f1转化成热能耗散掉，从而使频率为f1的噪声被衰减；

D、频率为f2的噪声气体消音方法

根据噪声气体的频率f2，确定第二环形消音共鸣器(17)的尺寸，使得第二环形消音共鸣器(17)的主振频率落入噪声气体的频率f2的振动频带f2*(1±10％)，当频率为f2的噪声气体通过第二进出气管(9)进入第二共振腔室(4)和第二环形消音共鸣器(17)时，频率为f2的噪声气体与第二环形消音共鸣器(17)发生共振，使得频率为f2转化成热能耗散掉，从而使频率为f2的噪声被衰减；

E、频率为f3的噪声气体消音方法

根据噪声气体的频率f3确定第一扩张腔室(1)的长度，使得第一扩张腔室(1)噪声衰减频率为f3；设置进气管(7)在第一扩张腔室(1)内的长度为第一扩张腔室(1)的长度一半，所以，频率为f3的噪声气体从进气管(7)进入第一扩张腔室(1)后，在扩张效应的作用下，使得频率为f3的噪声气体的偶数倍频程的声音全部被衰减；

设置第一进出气管(8)在第一扩张腔室(1)的长度为第一扩张腔室(1)长度的四分之一，当频率为f3的噪声气体通过第一扩张腔室(1)进入第一进出气管(8)后，在扩张效应的作用下，使得频率为f3的噪声气体的奇数倍频程的声音全部被衰减；

F、频率为f4的噪声气体消音方法

根据噪声气体的频率f4确定第二扩张腔室(2)的长度，使得第二扩张腔室(2)噪声衰减频率为f4；设置第一进出气管（8）在第二扩张腔室(2)内的长度为第二扩张腔室(2)的长度一半，所以，频率为f4的噪声气体从第一进出气管（8）进入第二扩张腔室(2)后，在扩张效应的作用下，使得频率为f4的噪声气体的偶数倍频程的声音全部被衰减；

设置第二进出气管(9)在第二扩张腔室(2)的长度为第二扩张腔室(2)长度的四分之一，当频率为f4的噪声气体进入第二进出气管(9)后，在扩张效应的作用下，使得频率为f4的噪声气体的奇数倍频程的声音全部被衰减；

G、频率为f5的噪声气体消音方法

根据噪声气体的频率f5确定第三扩张腔室(5)的长度，使得第三扩张腔室(5)噪声衰减频率为f5；设置第二进出气管(9)在第三扩张腔室(5)内的长度为第三扩张腔室(5)的长度一半，所以，频率为f5的噪声气体从第二进出气管(9)进入第三扩张腔室(5)后，在扩张效应的作用下，频率为f5的噪声气体的偶数倍频程的声音全部被衰减；

设置排气管（6）在第三扩张腔室(5)的长度为第三扩张腔室(5)长度的四分之一，当频率为f5的噪声气体通过第三扩张腔室(5)进入排气管（6）后，在扩张效应的作用下，频率为f5的噪声气体的奇数倍频程的声音全部被衰减；

H、噪声的阻尼衰减方法

由于在第一扩张腔室(1)内的进气管(7)的外面、第一进出气管(8)的外面、消音装置壳体(20)的内表面分别涂有3mm厚的第一多孔吸音涂层(25)、第三多孔吸音涂层(27)、第二多孔吸音涂层(26)，且在第二扩张腔室(2)内的第一进出气管(8)的外表面、第二进出气管(9)的外表面、消音装置壳体(20)的内表面分别涂有3mm厚的第四多孔吸音涂层(28)、第六多孔吸音涂层(30)、第五多孔吸音涂层(29)，且在第三扩张腔室(5)内的第二进出气管(9)的外表面、排气管（6）的外表面、消音装置壳体(20)的内表面分别涂有3mm厚的第七多孔吸音涂层(32)、第八多孔吸音涂层(33)、第九多孔吸音涂层(31)，当噪声气体通过进气管(7)、第一扩张腔室(1)、第一进出气管(8)、第二扩张腔室(2)、第二进出气管(9)、第三扩张腔室(5)、排气管（6）时，部分中高频声能在多孔吸音材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，达到阻性吸音效果。