[发明专利]一种超薄多吸收峰低频吸声器

说明书

一种超薄多吸收峰低频吸声器,解决了低频吸声器的每个腔体只能引起一个准完美吸收频率峰的问题，属于声波处理技术领域。本发明包括穿孔盖板、内嵌圆孔、螺旋分隔板、无孔挡板、底板和一个或多个穿孔挡板；穿孔位于穿孔盖板的正中心；螺旋分隔板包括筒状壳体和螺旋结构，螺旋结构放在筒状壳体内，螺旋结构的尾部与筒状壳体内壁相连接，形成螺旋通道；螺旋分隔板放置在穿孔盖板与底板之间，在内部形成吸声腔；无孔挡板插入到螺旋结构最外圈与圆筒壁之间，无孔挡板用于隔开宽度不相同的通道，在穿孔盖板的穿孔正下方和穿孔挡板的穿孔上分别加装多个不同尺寸的内嵌圆孔，形成不同波长的吸声体，实现多吸收峰低频吸声器。

技术领域

本发明具体涉及一种超薄准完美的多个吸收峰的低频吸声器，属于声波处理技术领域。

背景技术

几十年来，由于低频(1000Hz)声波的波长大导致较薄的吸声材料或结构与空气介质之间的相互作用较弱，导致声能耗散效率低下，因此低频吸声降噪一直是一个具有挑战性的课题。传统的吸声材料如多孔材料、微穿孔板、吸声楔等对低频声的吸收性能较差。对此，人们提出了不同的方法，如梯度多孔材料、多层结构或材料微观结构优化。采用这些方法可以在一定程度上提高吸声性能，但在缩小样本尺寸方面仍遇到许多困难。

近年，声学超材料的发展带来了许多不寻常的声学现象，实现了许多功能和应用,尤其是为超薄低频吸声问题提供了解决方案。

目前低频宽带吸声效果比较好的的超材料主要有两种，一种是薄膜超材料，它可以通过负质量效应的反射来阻挡低频声音。利用谐振频率下薄膜与空腔耦合，薄膜超材料能够消耗大量的声能，实现完美吸声。在一个空腔上排布一系列不同设计频率的薄膜，就能实现目标宽带吸声。虽然用这种方法厚度非常薄，但要求薄膜的张力均匀且可控，这给制造带来了挑战。此外，由于消耗的声能本质上是转化为薄膜的动能，因此薄膜容易疲劳导致耐久性问题。

另一种方法是卷曲式共振结构，主要是在垂直于入射波的平面上将腔体卷绕起来。这种由结构引起的相位延迟(声抗)决定了其吸收性能的超材料一般需要四分之一波长的长度来实现共振频率。要达到完美吸收，还需要合适的截面积，使腔体的损耗满足与背景介质阻抗匹配。而除了某一特定的截面积能达到理想的损耗之外，还可以通过引入多孔介质或加一个颈部(类似亥姆霍兹谐振腔的颈部)来实现。此外引入内嵌孔或使用非均匀梯度截面通道都能提高结构的阻抗操纵能力，可以非常有效的降低通道长度。在垂直于入射波的平面上规则排列一定数量的不同设计频率的法布里-珀罗腔，也能够实现宽频吸声。

上述每个腔体只能引起一个准完美吸收频率峰(基频的情况下)，为此设计一种单腔多吸收峰的准完美低频吸声器便显得很有意义。

发明内容

针对在较薄条件下现有技术的低频吸声器的每个腔体只能引起一个准完美吸收频率峰的问题，本发明提供一种超薄多吸收峰低频吸声器。

本发明的一种超薄多吸收峰低频吸声器，包括穿孔盖板1、内嵌圆孔2、螺旋分隔板4、无孔挡板6、底板7和一个或多个穿孔挡板3；

所述穿孔盖板1与所述底板7大小及形状相同，穿孔位于穿孔盖板1的正中心；所述螺旋分隔板4包括筒状壳体和螺旋结构，所述螺旋结构放在筒状壳体内，螺旋结构的尾部与筒状壳体内壁相连接，形成螺旋通道；所述螺旋分隔板4放置在穿孔盖板1与底板7之间，与所述穿孔盖板1和底板7紧密贴合，在内部形成吸声腔5；无孔挡板6插入到螺旋结构最外圈与圆筒壁之间，无孔挡板6用于隔开宽度不相同的通道，一个或多个穿孔挡板3插入在螺旋结构中，在穿孔盖板1的穿孔正下方和穿孔挡板3的穿孔上分别加装不同尺寸的内嵌圆孔2。

作为优选，所述内嵌圆孔2的数量越多，吸收峰的数量越多。

作为优选，通过调整穿孔挡板3到螺旋挡板4的轴线距离、内嵌圆孔2的尺寸和螺旋分隔板4的高度，得到不同频率的吸收峰。

作为优选，所述穿孔盖板1和底板7为薄层板状结构，其厚度范围为0.7mm-2mm，所述吸声器的外形为圆柱形或多边体形。