[发明专利]一种连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置及其应用

说明书

本发明公开了一种连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置及其应用，穿孔多孔材料板以多孔材料为基底，板上周期性地开设有梯度孔，开孔方向垂直于穿孔多孔材料板，开孔孔径沿厚度方向连续性变化大或变小，根据实际需求可以将该梯度双孔隙率吸声板直接放置于刚性背衬上，或者在吸声板与刚性背衬之间留有空腔以进一步提升吸声性能；本发明结构简单实用，在低频、中频以及高频段均具有优良的吸声性能，以及灵活的吸声调节功能，具有良好且广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置及其应用。

背景技术

现有的吸声板是一种板状的具有吸声减噪作用的材料，主要应用于音乐厅、博物馆、图书馆、交通工具的内壁面等场景。传统的吸声板主要通过两种方式吸声：一种是利用多孔纤维或泡沫材料进行吸声，吸声系数随频率增加而上升，适用于高频吸声；另一种是利用带有背部空腔的微穿孔板进行吸声，其可以在较低频率处出现共振吸声峰值，适用于中低频吸声。上述两种方式吸音板难以在全频段一直保持良好的吸声性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置及其应用，解决目前现有结构难以在全频段一直保持良好吸声性能的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置，包括穿孔多孔材料板和刚性背衬；穿孔多孔材料板设置在刚性背衬上，穿孔多孔材料板上周期性地开设有多个梯度孔，梯度孔的开孔方向垂直于穿孔多孔材料板。

具体的，穿孔多孔材料板以多孔材料为基底，梯度孔的最大孔径比基底中的微孔平均孔径大5倍以上。

进一步的，连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置对应不开设梯度孔的多孔材料板表面声阻抗率的实部与空气特征阻抗的比值在目标低频段大于1。

具体的，梯度孔的开孔率为4～40％。

具体的，梯度孔的孔径沿穿孔多孔材料板厚度方向连续性变化。

进一步的，梯度孔的孔径连续性变大或连续性变小。

进一步的，梯度孔为锥台孔或喇叭孔。

进一步的，穿孔多孔材料板与刚性背衬之间设置有空腔，空腔的高度为0～300mm。

本发明的另一个技术方案是，一种根据所述的连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置应用于室内墙体、交通运输工具的壁面和机器的内壁面。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明的连续渐扩梯度开孔双孔隙率吸声装置，包括穿孔多孔材料板和刚性背衬，通过声波在板上所开设的梯度孔和多孔材料微孔之间强烈耦合所带来的声能耗散，增强吸声板的低频吸声性能，实现在全频段一直保持良好的吸声性能；此吸声板结构简单，吸声性能优良，且可通过调整梯度孔的开孔率、开孔孔径和开孔形状，正置和倒置穿孔多孔材料板以及设置空腔等方法对吸声性能进行进一步有效调节。

进一步的，以多孔材料为基底，可以保证本吸声装置的中高频吸声能力；通过开设梯度孔并设置梯度孔的最大孔径比多孔材料基底中的微孔平均孔径大5倍以上，以便在入射声波为低频时，声波首先进入孔径较大的梯度孔中，而后经由梯度孔再进入孔径较小的多孔材料微孔中，通过声波在梯度孔与多孔材料之间强烈耦合所带来的声能耗散，提升本吸声装置的低频吸声能力。通过以上两方面，本吸声装置在低频、中频和高频都可以实现有效吸声。