[实用新型]一种可调频的亥姆霍兹共振器

说明书

本实用新型提供一种频率可调，并且在不增加其体积的情况下，达到低频降噪的目的可调频的亥姆霍兹共振器,包括一个内部具有圆柱形空腔的壳体；壳体上开有狭缝；“C”形开口圆筒与圆柱形空腔同轴；“C”形开口圆筒的圆筒壁上开有开口，开口一侧的空气挡板将“C”形开口圆筒的圆筒壁与圆柱形空腔内壁之间的环缝分割成两部分，一部分是空气通道，一部分是非空气通道；所述空气通道把狭缝与“C”形开口圆筒上的开口连通，形成了亥姆霍兹共振器的颈管；“C”形开口圆筒内部为亥姆霍兹共振器的共振腔；通过转动“C”形开口圆筒，可以调节亥姆霍兹共振器的颈管长度。

技术领域

本实用新型设计一种可调频的亥姆霍兹共振器，属于噪声控制领域。

背景技术

亥姆霍兹共振器是一种基本的声学单元，由封闭的共振腔和连接的颈管组成。当声波入射时，颈管内的空气可以看成一个质量整体做振动，封闭腔内的空气因颈管内空气的振动而作胀缩变化，因此亥姆霍兹共振器可以视为具有阻尼项的弹簧-质量系统。当声波的入射频率达到系统的固有频率时，共振器发生共振，表现为具有良好的吸声效果。亥姆霍兹共振器因其简单的结构而被广泛地用管道消声系统和建筑声学结构中。

对于亥姆霍兹共振器来说，其吸声频率取决于封闭腔的体积、颈管的长度和颈管的截面面积，当上述参数确定后，其共振频率就确定的，无法随着激励频率与环境条件的改变而改变，且其共振频率频带较窄，当激励频率产生变化时，降噪效果大幅度下降。

要想获得频率可变的吸声，可以采取调节封闭腔的体积、改变颈管的长度、颈管的截面面积等措施。一般而言，由于使用空间的限制，很难在实际情况中自由地改变共振腔的体积，尤其在要实现低频降噪的情况下。而与此同时，改变共振器的颈部特征更容易操作，并且也能够同时改变共振频率和共振吸声系数。

靳国永等在文章《基于可调频亥姆霍兹共振器的封闭空间噪声自适应半主动控制》叙述了一种颈部面积可变的可调频Helmholtz共振器，利用点积值调频算法对单频下的封闭空间噪声控制进行了仿真与实验，但是其结构复杂、体积较大，不便于实际应用。QIU在《A Combined Shape and Liner Optimization of a General Aeroengine Intake forTone Noise Reduction》中设计了一种采用虹膜装置调节颈部面积的Helmholtz共振消声器，该结构实现了共振频率从40-160Hz的变化，但由于其调频结构是机械结构，调频过程复杂，也不适合推广。

发明内容

为了弥补上述技术缺陷，使亥姆霍兹共振器具有频率可调，并且在不增加其体积的情况下，达到低频降噪的目的，本实用新型采用空间弯曲技术，利用声波是标量，可以自由地在弯曲的空气通道里传播这一特性，将亥姆霍兹共振器的颈管沿着声波入射方向弯曲，并且通过机械调节装置改变弯曲空气通道的长度，即改变颈管的长度，从而改变亥姆霍兹共振器的共振频率，进而实现频率可调。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种可调频的亥姆霍兹共振器,包括一个内部具有圆柱形空腔的壳体；壳体上开有与圆柱形空腔相通的与圆柱形空腔轴线平行的狭缝；与圆柱形空腔同轴的“C”形开口圆筒的封闭两端转动设置在圆柱形空腔两端的侧壁上；“C”形开口圆筒的圆筒壁上开有与轴线平行的开口，开口一侧设置沿径向延伸的空气挡板，空气挡板与圆柱形空腔内壁滑动接触，将“C”形开口圆筒的圆筒壁与圆柱形空腔内壁之间的环缝分割成两部分，一部分是空气通道，一部分是非空气通道；所述空气通道把狭缝与“C”形开口圆筒上的开口连通，形成了亥姆霍兹共振器的颈管；“C”形开口圆筒内部为亥姆霍兹共振器的共振腔；通过转动“C”形开口圆筒，可以调节亥姆霍兹共振器的颈管长度。

上述的亥姆霍兹共振器，“C”形开口圆筒的一个封闭端具有伸出壳体一端的延伸端，延伸端上固定旋钮。

上述的亥姆霍兹共振器，壳体是轴线为直线的多面体。