[實用新型]一種用于除噪發(fā)電的壓電復合聲子晶體板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720337072.4
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN207021914U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 楊愛超;周煦光;朱亮;李敏;謝三軍;劉見;靳紹平;張春強;吳宇
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)江西省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;G10K11/26;G10K11/36
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司11246
• 代理人: 吳稱生

技術領域

本實用新型屬于新型隔音降噪、減振技術領域，具體涉及一種用于除噪發(fā)電的壓電復合聲子晶體板，用于隔音降噪、兼顧發(fā)電。

背景技術

環(huán)境保護是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐，其主要挑戰(zhàn)包括噪聲污染、電磁輻射污染、空氣污染、水質(zhì)污染等。其中，噪聲污染因其具有來源多、分布面廣、分布不均衡等特點而備受關注，噪聲污染治理也成為環(huán)境保護與治理領域的重要內(nèi)容之一。噪聲主要分布在商場、工廠、公路、隧道、鐵路、機場、變電站等場所，這些場所噪聲的聲功率密度、方向性、頻率譜分布有很大差異。因此，如何設計一種簡單、有效、寬頻帶的節(jié)能結構或材料以實現(xiàn)多種場合下的隔音降噪需求，這是需要解決的噪聲治理難題之一。

當前關于噪聲治理的專利主要針對具體的應用場所或場合，主要分為三類：采用消聲腔、消聲室、多孔板等腔室、多孔結構；采用海綿、橡膠、玻璃棉、隔音棉等材料；采用主動聲波抑制方法。(1)采用消聲腔、消聲室、多孔板等腔室、多孔結構，比如中國實用新型專利CN106448696A公開了一種其利用多級消聲室針對往復活塞式壓縮機的節(jié)能降噪消聲減振方法；中國實用新型專利CN106352194A公開一種利用多層消聲腔的天然氣噴射噪聲降噪裝置；中國實用新型專利CN106401723A公開了一種環(huán)保降噪汽車排氣管；中國實用新型專利CN106088698A公開一種采用腔室與吸聲孔結合的用于動力設備降噪室；中國實用新型專利CN106218540A公開一種采用空腔和多孔板組合的降噪隔聲材料板。(2) 采用海綿、橡膠、玻璃棉、隔音棉等材料，比如中國實用新型專利CN106423468A公開一種針對工業(yè)原料破碎設備的降噪減振技術，其主要利用海綿與消震片組合降噪；中國實用新型專利CN106381961A公開了一種條形隔熱降噪型木樓板，其主要利用玻璃纖維棉與普通膠合板等材料；中國實用新型專利CN106366613A公開一種采用硅橡膠裂解產(chǎn)物為主的隔音降噪材料及其制備方法；中國實用新型專利CN106451900A公開一種采用隔音棉的電機降噪裝置；中國實用新型專利CN106351722A公開一種降噪汽車排氣管用吸音棉。(3) 采用主動聲波抑制方法，利用聲反饋機制主動發(fā)射聲波抵消噪聲，比如中國實用新型專利 CN106382143A公開一種針對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的主動降噪裝置。中國實用新型專利CN106388473A 公開一種隔音降噪枕頭。中國實用新型專利CN106340290A公開一種有源降噪方法及其裝置；CN106335082A公開一種利用反相降噪喇叭的降噪桁架機器人；中國實用新型專利CN106375896A公開一種采用主動降噪膠囊的頭戴式降噪耳機。

這三類降噪方法中：(1)采用消聲腔、消聲室、多孔板等腔室、多孔結構雖然節(jié)能環(huán)保，但是體積較大、吸聲頻帶并不寬；(2)采用海綿、橡膠、玻璃棉、隔音棉等材料雖然結構簡單，但是低頻段除噪時厚度較大，且需要多層組合才有效；(3)采用主動聲波抑制方法雖然效果顯著，但是需要額外的聲波探測、算法處理及聲波發(fā)射，并不節(jié)能，且系統(tǒng)結構復雜。這三類方法存在寬帶吸聲式體積大或者構造復雜、不節(jié)能等缺點，且噪聲只是被抑制抵消或者轉(zhuǎn)換為空氣熱能，并沒有很好地利用噪聲能量。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種用于除噪發(fā)電的壓電復合聲子晶體板，在保證結構簡單、厚度薄、寬頻帶高效吸聲降噪的前提下，實現(xiàn)噪聲能量的采集及電能輸出，即降噪發(fā)電二合一。

本實用新型是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。一種用于除噪發(fā)電的壓電復合聲子晶體板，由若干質(zhì)量片和壓電片分別陣列固定在一塊彈性薄板上、下兩面而成，并在彈性薄板的含有壓電片的那面設置框架式柵格。

作為優(yōu)選，每一格框架式柵格、每一格框架式柵格所限定的彈性薄板單元、及設置在彈性薄板單元上、下兩面的質(zhì)量片和壓電片構成了壓電復合聲子單元晶胞。

作為優(yōu)選，壓電復合聲子單元晶胞二維陣列排布形成了二維壓電復合聲子晶體板。

作為優(yōu)選，壓電復合聲子單元晶胞按布拉菲點陣陣列排列。

作為優(yōu)選，所述壓電復合聲子單元晶胞由散射體和基底組成，其中散射體由質(zhì)量片、壓電片及與質(zhì)量片和壓電片接觸的彈性薄板部分復合而成，基底為彈性薄板單元。

作為優(yōu)選，相鄰壓電復合聲子單元晶胞中心之間的距離為晶格常數(shù)(既壓電復合聲子單元晶胞的邊長)，壓電復合聲子單元晶胞沿晶格的任意晶格方向陣列。

作為優(yōu)選，晶格形狀為正方形、三角形、矩形、六邊形等。

作為優(yōu)選，所述質(zhì)量片材料可以為塑料、鋁、有機玻璃等。

作為優(yōu)選，所述壓電片材料可以為PVDF、壓電單晶等。