[發明專利]主被動混合雙層吸聲結構

有效

• 申請號: 201010202136.2
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101916562A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 張姮李子;邱小軍
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G10K11/168
• 分類號: G10K11/168;G10K11/178
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明涉及一種主被動混合吸聲系統，提出一種釋壓法主被動混合雙層吸聲結構，將誤差傳聲器置入兩層多孔吸聲材料之間，分別優化各層的厚度，實現了采用較薄的吸聲材料在較寬頻帶內獲得較好吸聲效果。

二、背景技術

自由行進的聲波在傳播路徑上遇到與傳輸介質特性阻抗不同的障礙物時，該物體會對聲波產生反射作用，反射聲的控制在國民經濟和國防建設中有廣泛的應用前景。例如，在特定條件下減少尖劈的長度，降低消聲室的截止頻率；也可用于提高音樂廳、劇院等廳堂的低頻音質，再現更真實的聲場；在潛艇或水下武器的聲隱身技術方面，實現全頻段的聲隱身。常利用多孔材料吸聲來控制反射聲，但傳統的多孔材料被動吸聲在低頻段吸聲性能并不理想，并且需要使用較厚的多孔材料來提高高頻段的吸聲性能，在應用中存在一定的空間限制。因此擴大吸聲頻率范圍并降低吸聲結構的尺寸有重大的意義。有源控制的低頻效果好，常用的混合吸聲主要有：釋壓法(P.Cobo，J.Pfretzschner，M.Cuesta，Hybrid?passive-active?absorption?using?microperforated?panels，Journal?of?the?Acoustical?Society?of?America，2004，Vol?116，No.4，2118-2125.)和阻抗匹配法(史東偉，馮聲振，邱小軍，用有源控制改進尖劈低頻吸聲性能的初步實驗研究，中國環境科學學會學術年會論文集(2009)，1337-1341.)。CN101521008公開了一種有源吸聲尖劈及其制作方法，該方法以傳統吸聲尖劈截止頻率為界，通過反射聲有源控制改善傳統吸聲尖劈低頻吸聲，使用較短吸聲尖劈形成寬帶的吸聲。CN101387547公開了一種散射聲預測方法，通過在散射體表面上離散布放的傳聲器陣列預測空間各點的散射聲，該預測值可用于散射聲的有源控制。本發明中的有源控制采用控制方法簡單的釋壓法實現，主要利用釋壓法對材料厚度敏感的特性，通過選擇多孔材料厚度提高釋壓法的低頻段吸聲效果，利用優化選取雙層多孔材料厚度提高吸聲結構的中高頻吸聲性能，實現通過更小的有源控制端達到寬帶內的吸聲。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種釋壓法主被動混合雙層吸聲結構，利用釋壓法有源控制對材料厚度敏感并且對吸聲結構低頻段吸聲補償作用，將有源控制與傳統吸聲材料集成有源混合吸聲結構，并改進傳統吸聲結構特點，使得有效吸聲頻帶大幅擴展。與具有相近吸聲性能的吸聲結構相比，長度較短，體積優勢明顯。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

如附圖1所示：

A)傳統吸聲材料組合構成雙層吸聲結構，將誤差傳聲器放置在雙層多孔材料之間，利用任何一種有源控制器控制誤差傳聲器處聲壓為0，將有源控制與之相結合構成混合吸聲結構；

B)計算對于已知流阻系數的多孔材料，釋壓法控制下不同頻率的最優厚度為：d₁＝-(i×log₁₀(-(z₀+z_a)/(z₀-z_a)))/(2k_a)，實際應用中通過解析表達式計算最優厚度，以該計算值確定實際厚度的大致范圍，再在此范圍內使用窮舉法得到誤差較小的近似解；

C)對于不同頻率下最優厚度不同，由于釋壓法對低頻聲控制較好，計算低頻段的白噪聲在各個最優厚度釋壓法控制下吸聲系數的總和，綜合比較選擇合適的第一層多孔材料厚度；

D)釋壓法選擇的多孔材料最優厚度較薄，并且考慮到吸聲結構的尺寸，因此改進混合吸聲結構，采用雙層吸聲結構。根據吸聲材料的流阻系數選擇吸聲結構中第二層材料厚度約為第一層材料厚度的2倍，兩層材料間留可放誤差傳聲器的空間即可，一般2cm左右，次級源緊貼第二層玻璃棉背面放置。

本發明的有益效果是：利用釋壓法有源控制的對多孔材料厚度敏感的特性合理選擇合適多孔材料厚度，對雙層吸聲結構低頻吸聲補償；改進傳統吸聲結構采用雙層多孔材料以實現很好的高頻被動吸聲性能。通過有源控制系統與吸聲結構結合，集成釋壓法主被動混合雙層吸聲結構，比原吸聲結構在更寬頻帶內有較高的吸聲性能；而與具有相近吸聲性能的吸聲結構相比，體積更小。

四、附圖說明

圖1是本發明所述的釋壓法主被動雙層混合吸聲結構示意圖。

圖2是釋壓法主被動混合雙層吸聲結構實驗環境示意圖。

圖3是釋壓法主被動混合雙層吸聲結構在釋壓法有源控制開和關時的吸聲系數譜。

五、具體實施

下面通過實例參照附圖對本發明進行說明：