[發(fā)明專利]混合諧振器和混合諧振器的陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410367468.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN104347064B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·P·麥克奈特;張嘉明;T·A·斯圖爾特;J·M·蒙哥馬利;J·M·霍根;T·A·齊恩特克;D·R·盧丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): G10K11/172
• 分類號(hào): G10K11/172
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

本發(fā)明提供了混合諧振器和混合諧振器的陣列，具體地，混合聲學(xué)阻擋器和吸收器。混合聲學(xué)吸收和反射諧振器能夠包括限定單元的剛性結(jié)構(gòu)、附接到剛性結(jié)構(gòu)的具有至少一個(gè)孔口的膜以及附接到剛性結(jié)構(gòu)并且覆蓋單元的背片。膜被構(gòu)造為在預(yù)定頻率范圍內(nèi)反射聲波。剛性結(jié)構(gòu)、膜和背片限定亥姆霍茲腔；亥姆霍茲腔被構(gòu)造為在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的頻率處吸收聲學(xué)能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及一種反諧振膜、用于保持這樣的膜的結(jié)構(gòu)和由這樣的反諧振膜和支撐結(jié)構(gòu)限定的混合反射吸收殼體。

背景技術(shù)

噪聲在很多環(huán)境中都是有害的。噪聲被廣泛地認(rèn)識(shí)為有害的并且作為噪聲的污染源能夠是高穿透性和破壞性的。人們能夠由于噪聲而經(jīng)受負(fù)面的影響，例如，聽(tīng)力損失、惡心、高血壓、壓力增大等等。由于諸如摩托車、飛行器、火車、發(fā)電機(jī)、磨床、攪拌機(jī)、微波爐、排水泵的機(jī)器以及很多其它機(jī)器能夠頻繁地引起噪聲污染源。很多這樣的機(jī)器能夠在長(zhǎng)時(shí)間段以相對(duì)恒定的級(jí)別發(fā)射噪聲。

已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試以提供降噪。很多噪聲遮蔽方案都與隔音器的質(zhì)量直接相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，噪聲傳輸由質(zhì)量密度定律決定，其描述了通過(guò)隔音器的聲學(xué)傳輸T與壁厚度、質(zhì)量密度和聲音頻率的乘積成反比。增加這樣的隔音器的聲音減少特性能夠要求增大隔音器的厚度或質(zhì)量密度，這增加了隔音器的重量和大小(特別是在低頻范圍內(nèi))。

還進(jìn)行了其它嘗試以改進(jìn)降噪。例如，美國(guó)公開的專利申請(qǐng)2013/0087407描述了重物布置在膜的中心部分的可調(diào)節(jié)的高帶寬反諧振膜。美國(guó)公開專利申請(qǐng)2010/0212999與具有用于諧振殼體的至少一個(gè)膜壁的傳統(tǒng)的亥姆霍茲諧振器相關(guān)。然而，膜壁的諧振不包括噪聲反射能力。美國(guó)專利No.7510052公開了一種基于修改的亥姆霍茲諧振效應(yīng)的聲音消除蜂巢。然而，美國(guó)專利No.7510052中的基于蜂巢的方案沒(méi)有包括噪聲反射能力。美國(guó)公開的專利申請(qǐng)2008/0099609公開了一種用于飛行器艙的可調(diào)節(jié)聲學(xué)吸收系統(tǒng)，通過(guò)選擇不同的材料并且改變尺寸來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)以對(duì)于各位置和特定飛行器實(shí)現(xiàn)隔音。雖然描述了傳統(tǒng)的隔音器和吸收器的構(gòu)造細(xì)節(jié)，但是美國(guó)專利2008/0099609中描述的結(jié)構(gòu)是笨重的。美國(guó)專利No.7263028公開了將具有各種特征聲學(xué)阻抗的多個(gè)顆粒以利用其它輕量面板夾持的方式嵌入來(lái)增強(qiáng)聲音隔離。雖然能夠比傳統(tǒng)的實(shí)心隔音面板更輕或更薄，但是其仍然是笨重的并且其隔音操作頻率較高，這使其對(duì)于低頻操作來(lái)說(shuō)是低效的。美國(guó)專利No.7249653公開了聲學(xué)衰減材料，其包括堅(jiān)硬的材料的外層，其與位于軟面板上的集成質(zhì)量體夾持其它彈性軟面板。通過(guò)使用機(jī)械諧振，面板被動(dòng)地吸收入射的聲波以衰減噪聲。該面板具有以175Hz為中心的100Hz的帶寬并且不容易調(diào)整以適應(yīng)各種環(huán)境條件。美國(guó)專利No.4149612和4325461公開了消音器。消音器是具有金屬片的凸帽的疏散透鏡(雙凸透鏡形狀)。這些消音器包括具有封閉體積的柔性板，在封閉體積中，壓力低于大氣壓以構(gòu)造用于降噪的振動(dòng)系統(tǒng)。為了控制操作頻率，封閉在與結(jié)構(gòu)構(gòu)造耦接的體積中的壓力確定的阻擋噪聲頻率。操作頻率對(duì)于封閉體積中的壓力的依賴性使得操作頻率依賴于諸如溫度的環(huán)境變化。美國(guó)專利No.5851626公開了一種車輛聲學(xué)衰減和去耦系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括氣泡袋，其可以填充有各種衰減液體和空氣以允許聲學(xué)衰減。其是依賴于環(huán)境的被動(dòng)衰減系統(tǒng)。美國(guó)專利No.7395898公開了一種基于在剛性框架上拉伸的柔性彈性膜的反諧振蜂窩板陣列。然而，美國(guó)專利No.7395898中公開的結(jié)構(gòu)沒(méi)有考慮在頻率和有效性方面顯著地影響每個(gè)單元的反諧振的支撐框架的振動(dòng)影響。此外，整個(gè)面板結(jié)構(gòu)特別地在諧振頻率變?yōu)橛行У穆曇魝鬏斅窂健Ｓ捎趩卧蛶瑢?dǎo)致的整體效果能夠顯著地影響面板的聲學(xué)表現(xiàn)并且相應(yīng)地影響其噪聲隔離性能。這在大規(guī)模輕重量且緊湊的聲學(xué)隔音器設(shè)計(jì)中是特別重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實(shí)施方式包括(但不限于)方法、結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。在一方面，一種混合聲學(xué)吸收和反射諧振器包括剛性結(jié)構(gòu)，其限定單元；膜，其具有至少一個(gè)孔口和附接到剛性結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)重物；以及背片，其附接到剛性結(jié)構(gòu)并且覆蓋單元。膜被構(gòu)造為在預(yù)定頻率范圍內(nèi)反射聲學(xué)波。剛性結(jié)構(gòu)、膜和背板限定亥姆霍茲腔；亥姆霍茲腔被構(gòu)造為在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的頻率處吸收聲學(xué)能量。