[發明專利]一種寬頻帶吸聲單元板

有效

• 申請號: 201610281306.8
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105803965B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 李志強;尹皓;劉蘭華;辜小安;陳迎慶;邵琳;李晏良
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院;中國鐵道科學研究院節能環保勞衛研究所
• 主分類號: E01F8/00
• 分類號: E01F8/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發明涉及一種寬頻帶吸聲單元板，具體涉及一種結合了共振薄板或共振薄膜低頻吸聲，穿孔或微穿孔板低頻吸聲，多孔纖維吸聲結構中、高頻吸聲的復合吸聲結構，屬于吸聲降噪領域。

背景技術

噪聲污染不僅嚴重干擾人們的日常生活，長時間處于噪聲中還會危害身體健康。隨著我國高速鐵路快速發展，車輛行駛越來越快，鐵路沿線及站臺區均需要布置降噪設施，如高速鐵路兩側安裝聲屏障，站臺內安裝吸聲板等。

多孔吸聲材料是常用的吸聲降噪材料，包括泡沫吸聲材料和纖維吸收材料等，其吸聲頻段主要為300Hz以上的中高頻。多孔吸聲材料的吸聲原理為聲波入射到多孔吸聲材料中，引起孔隙內空氣運動，由于孔壁附近空氣的摩擦和粘滯力，一部分空氣轉化為熱能；同時聲波在孔隙中多次反射，使聲能逐漸衰減。常見的纖維吸聲材料有玻璃棉、石棉、巖棉、金屬纖維材料等。由鋁纖維和鋁板網制成的鋁纖板具有耐腐蝕、耐高溫、憎水等優異的物理化學性質。文獻“鋁纖維吸聲板的材料特性及應用”(鐘祥璋，莫方朔.鋁纖維板吸聲板的材料特性及應用[J].新型建筑材料,2000(11):18-22)給出了鋁纖維板搭配不同厚度空腔的吸聲系數，對比測試鋁纖維板灑水和灑灰后吸聲系數的變化，發現水和灰塵對鋁纖維板的吸聲系數影響不大。

穿孔板吸聲結構利用了赫姆霍茲共振吸聲原理，具有吸聲頻率低的優點，但由于聲阻小，吸聲頻帶較窄；聲學泰斗馬大猷先生提出的微穿孔吸聲結構，具有吸聲頻帶寬、吸聲系數高的優點。穿孔板和微穿孔板結構簡單、易于加工，已大量應用于各種吸聲結構設計中。消聲室或半消聲室墻壁均采用具有尖劈結構的吸聲材料。尖劈結構可以在空氣和吸聲材料之間形成過渡區域，尖劈的等效聲阻抗率從空氣到吸聲材料逐漸增加，有助于聲波進入吸聲材料；同時，尖劈結構增加吸聲表面積，聲波在尖劈之間會發生多次反射，有效提高吸聲效率。

把薄板或薄膜張緊固定在密封的框架結構上，可以構成共振吸聲結構。在結構的共振頻率附近，薄板或薄膜的振動最強烈，因摩擦產生的能量損耗最大，此時吸聲系數也最大。薄板的共振吸聲頻率一般在80-300Hz，薄膜的共振吸聲頻率在200-2000Hz。薄板或薄膜的共振吸聲頻帶較窄，增加阻尼可以展寬帶寬，但同時又會降低吸聲系數。

上述幾種吸聲材料或結構均不能滿足寬頻帶的吸聲效果，但各自的吸聲頻率范圍不同，因此設計一種組合多種吸聲原理的結構可以實現寬帶吸聲的效果。

發明內容

本發明的目的在于解決現有吸聲材料或結構面臨的吸聲頻帶窄的問題，提供一種組合多種吸聲原理的寬頻帶吸聲單元板。

本發明的目的是通過如下技術方案完成的：

一種寬頻帶吸聲單元板，該吸聲單元板主要包括隔聲板腔、共振薄板或共振薄膜、穿孔或微穿孔板、鋁纖維板和殼體等，所述的吸聲單元板具有層狀結構，由正面到背面依次為鋁纖維板，穿孔或微穿孔板，共振薄板或共振薄膜和隔聲板腔，所述的殼體封裝在除單元板的正面和背面之外的其它四面的外圍。

所述的隔聲板腔由隔聲板材制成，呈盒狀，所述的共振薄板或共振薄膜覆蓋(或密封)在其面向單元板正面(即聲源)一側，利用薄板共振或薄膜共振吸收低頻聲。

隔聲板腔由具有優良隔聲性能和結構強度的隔聲板材制成，隔聲板材和共振薄板可為木板、金屬板、玻璃鋼或PC塑料等，共振薄膜可為軟膜天花、PE膜、PVF膜或PET膜等。

進一步地，隔聲板腔內還可填充纖維吸聲材料如玻璃棉、巖棉、礦棉等，但與共振薄板或共振薄膜不接觸。

所述的穿孔或微穿孔板設置在共振薄板或共振薄膜的外側，其截面呈鋸齒狀或波浪狀。穿孔或微穿孔板吸聲頻率范圍稍高于共振薄板或共振薄膜的吸聲頻率范圍，進一步展寬低頻段的吸聲帶寬。

所述的共振薄板或共振薄膜與穿孔或微穿孔板之間，及穿孔或微穿孔板與鋁纖維板之間均留有一定的間隙。穿孔或微穿孔板與共振薄板或共振薄膜之間保留有一定的距離，具體位置根據實際需要的降噪頻率范圍調整以達到最佳效果。鋁纖維板在最外層，面向聲源方向，與穿孔或微穿孔板之間保留有一定的距離，具體距離根據實際需要的降噪頻率范圍調整以達到最佳效果。具有一定厚度空腔的鋁纖維板用于吸收中、高頻噪聲，同時鋁纖維板還可阻擋灰塵進入單元板內部。

所述的殼體將隔聲板腔、共振薄板或共振薄膜、穿孔或微穿孔板、鋁纖維板等的上下、左右側面牢固固定，將整個吸聲結構封裝成扁平的長方體形狀。殼體采用彩鋼板、鋁合金等材質制成。

所述殼體上下部分可設計為凹凸型嵌套結構，以提高多個單元板上下組合時的穩定性，滿足不同高度的聲屏障或吸聲墻面的要求。