[發明專利]一種由開孔型多孔玻璃與氣囊構成的隔聲耳罩

在審

• 申請號: 201810197921.X
• 申請日: 2018-03-11
• 公開（公告）號: CN108269564A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 徐穎;張旭博;張婷穎;李國棟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G10K11/162
• 分類號: G10K11/162;H04R1/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種由開孔型多孔玻璃與氣囊構成的隔聲耳罩，包括耳罩架體、外殼、外表裝飾層和內部充填層；內部充填層固定在耳罩架體和外殼內，并通過外表裝飾層封閉；所述內部充填層由開孔型多孔玻璃和充絨無骨架氣囊組成；所述充絨無骨架氣囊采用輕質柔性材料縫制成氣囊，氣囊中填充有天然羽絨。本發明創造性的采用開孔型多孔玻璃和充絨無骨架氣囊作為內部充填材料，制備隔聲效果好的輕質耳罩，在人耳敏感區域范圍內，這種輕質耳罩具有良好的吸聲和隔聲作用。

技術領域

本發明涉及聲學領域，具體為一種由開孔型多孔玻璃與氣囊構成的隔聲耳罩。

背景技術

一般耳罩結構由兩部分組成，外層為皮質層或裝飾布層，內部為充填層。耳罩的主要作用是隔聲，降低背景噪聲，不影響耳機的工作環境，使聽者獲得優質的耳機聲音效果。從目前耳罩采用的材料可以看出，外層皮質層或裝飾布層由于較薄，隔聲性能較差，吸聲性能也差；內部充填層一般采用海綿或泡沫軟墊等多孔骨架材料，相比外層皮質層或裝飾布層具有較好的吸聲性能。

多孔骨架材料的吸聲原理是：當聲波進入多孔骨架材料中時，引起孔中空氣運動，進而引起空氣與骨架壁面間的摩擦產生熱，從而將聲能轉化為熱而消耗。多孔骨架材料分為硬質骨架材料和軟質骨架材料，硬質骨架材料如泡沫鋁，鋁作為骨架材料，在結構上相互連貫，構成整體多孔結構，軟質骨架材料指構成骨架的材質是具有柔韌性的材料，如海綿。在硬質骨架材料中，硬質骨架能夠使聲波多次反射，硬質骨架本身在聲波的作用下基本不產生振動，因此不會二次向外輻射聲波；由于存在多次反射作用，且基本不產生振動，因此硬質骨架材料對聲波的轉化能力較強，吸聲性能優異。而在海綿等軟質骨架材料中，由于骨架為軟質材料，在聲波的作用下會產生骨架振動而向外二次輻射聲波，故對聲波轉化能力較小，所以軟質骨架材料的吸聲性能遠不如硬質骨架材料。

目前現有耳罩結構中內部充填層主要就屬于軟質骨架材料，為了提高隔聲性能，采用的手段只有增加來聲方向的軟質骨架材料厚度，故一般好的耳罩都比較厚，但長時間佩戴較厚的耳罩，易產生悶熱不適感。

此外多孔材料在低頻段的吸聲性能比較差，這是因為聲波與電磁波一樣是一種能量波，能量的大小隨頻率而變，頻率低能量就小，頻率高能量就高。聲波的頻率在20Hz—20KHz范圍內，在低頻范圍其能量就非常低。當聲波遇到障礙物時，如果能夠將其推動，那么聲波就可以轉化為其它能量形式，如聲波進入多孔材料孔中，推動空氣分子的運動，進而使空氣與材料壁面摩擦產生熱能，將聲能轉化為熱，從而將聲音消除。對于低頻聲而言，其能量很低，由于孔中空氣運動受到與壁面之間的摩擦阻力的影響，無法推動空氣運動，此時聲波顯示其波動性而繞過孔道傳播出去，因此，一般多孔材料的低頻吸聲性能差。

發明內容

為解決傳統耳罩采用軟質骨架材料作為內部充填層存在的隔聲效果不理想，佩戴有悶熱感，以及低頻吸聲性能差的問題，本發明提出一種由開孔型多孔玻璃與氣囊構成的隔聲耳罩，創造性的采用開孔型多孔玻璃和充絨無骨架氣囊作為內部充填材料，制備隔聲效果好的輕質耳罩，在人耳敏感區域范圍內，這種輕質耳罩具有良好的吸聲和隔聲作用。

開孔型多孔玻璃屬于硬質多孔骨架材料，吸聲性能優于海綿等軟質多孔骨架材料，平均吸聲系數在0.6—0.8，而且開孔型多孔玻璃相比于泡沫鋁等開孔型泡沫金屬，不僅吸聲性能優異，而且具有輕質(容重小于0.7g/cm³)、環境友好、對人體無害、透氣性佳，加工工藝簡單，成本低等優勢，采用鹽模燒結法制備開孔型多孔玻璃，可以有效控制多孔玻璃孔徑、孔隙率和成品尺寸，可以控制吸聲性能。但單純使用開孔型多孔玻璃作為內部充填層也存在結構過硬，佩戴不舒適等問題。

充絨無骨架氣囊是將天然羽絨充填到具有一定形狀的袋中，由于羽絨自身具有一定的張力，即可以恢復其天然形狀能力，故在填充后自動形成充氣囊。具有超輕、易加工、所需形狀可以根據實際需要確定及價格低廉等優勢；制備方法簡單，材料易得，具有商品化的前景。