[发明专利]三维多腔微穿孔周期超宽频带吸声结构

说明书

本发明涉及一种三维多腔微穿孔周期超宽频带吸声结构。由微穿孔面板、周期结构的平行排列横断面、周期结构的平行排列纵端面、单元底板相连形成在两个正交方向上周期排列的封闭腔体，数量大于2个，优选3个或4个，最大深度为最小深度的1.5~5倍。微穿孔面板上分布有所占面积为面板面积的0.2％～5％的微孔，微孔孔径为0.2～1.2mm，单元宽度和长度均不超过0.15m。使用时只要将本发明安装到需要吸声处理的场所，固定在壁面上即可。本发明装置简单，加工简便，薄形轻便，吸声性能优良，吸声系数在2.5KHz内大于0.8的吸声频带宽度可达2~3个倍频程，低频吸声系数不低于0.8，峰值接近1.0，吸声性能平坦，适用面广，易清洗、耐高温，并具有优越的耐侯性，可完全回收利用。

技术领域

本发明属声学技术领域，具体为一种用于宽频噪声降低的三维多腔微穿孔周期超宽频带吸声结构，表面平齐，具有超宽吸声频带。

背景技术

噪声污染问题随着城市经济的发展和人口的增长日益严重，噪声污染对人们的影响所引起的投诉在经济发达城市占各类环境投诉的50％以上。另一方面随着城市化建设的推进，不断增加的社会活动和使用设备使得人们的居住环境低频特性明显，这就经常造成环境噪声的声压级还未达到标准限值时，人们已经主观感觉烦恼。低频噪声可对人的思维能力产生显著干扰，影响人们的听觉系统、神经系统和心血管系统。因此近十几年来对低频噪声的研究得到广泛重视，低频吸声结构的研究是其中的热点之一。

吸声结构是噪声控制技术中的重要措施之一。传统的吸声结构多为孔纤维材料如玻璃棉、岩棉等，外加穿孔护面板。多孔纤维材料具有吸声性能好的优点，但存在耐候性差、吸声性能在受潮后失效、以及长期使用纤维产生飞扬，造成二次污染的问题，对人体健康产生危害。通常多孔纤维材料使用一段时间后需予以更换，且在生产、加工过程纤维也会危害人体。由于共振吸声结构在抗潮湿、卫生清洁、环境友好等方面比传统多孔纤维材料具有优越性，得到越来越广泛的应用，具有取代传统纤维材料的趋势。新型共振吸声结构的机理、计算模型和开发应用也一直在不断地发展完善。

随着人们环保意识的增强和生活水平的提高，无纤维吸声材料得到越来越多的重视，呈现逐步取代传统的多孔纤维材料的趋势。目前已发展的无纤维吸声材料主要有微穿孔吸声装置、铝纤维吸声材料、发泡铝吸声材料、泡沫玻璃、聚氨酯吸声泡沫等。泡沫玻璃存在易碎的缺点，吸声系数在0.4～0.6，吸声频带较窄。聚氨酯吸声泡沫存在不能耐高温、耐候性差等缺点。微穿孔板结构加工简单，无需内填材料，由微孔产生足够的声阻，与空腔形成共振吸声结构。但受加工工艺限制，金属微穿孔板的孔径通常在0.5mm~1mm，单层微穿孔板结构的吸声频带很窄，一般不超过1个倍频程。双层微穿孔结构的吸声频带有所拓展，但通常不超过2个倍频程。

但是，对于单一空腔的普通共振吸声结构，要在低频有良好的吸声性能，必须大幅度增加空腔深度，体量往往很大。此外，单一空腔的普通共振吸声结构的吸声频带较窄，对于孔径为1mm的微穿孔板，半吸声带宽(吸声系数≥0.5)通常不到2个倍频程。吸声频率要求越低，吸声结构的厚度往往要求越大，在空间普遍受到限制的场合下，普通共振吸声结构无法很好地满足噪声控制的实际需要。

为此，吸声性能良好的小尺寸新型低频共振吸声结构的研究和设计一直是声学领域的热点和难点。由多种声阻抗的单层微穿孔结构在一个方向周期并列，声阻抗变化引起的散射显著影响结构的吸声特性。在阻抗匹配的情况下可以使得整体结构的吸声频带显著拓宽，吸声系数0.8以上的有效吸声频带可达3个倍频程，峰值接近1.0，且低频吸声性能显著提高。

该结构加工简单，安装简便，无需任何多孔纤维吸声材料，吸声性能优越。

发明内容

本发明的目的在于提出一种超宽频带、高吸声系数、装置简单、易于清洁的由不同深度腔体形成的三维多腔微穿孔周期超宽频带吸声结构，适用于各需要降噪的场合，尤其2.5KHz以下的噪声。

本发明提出的三维多腔微穿孔周期超宽频带吸声结构，由N个长方体结构单元封闭腔体组成，N大于2；