[發明專利]一種頻率自適應可調的吸聲裝置

在審

• 申請號: 202310367473.4
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116343738A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 謝素超;張豐翼;嚴宏宇;何磊;井坤坤;汪浩
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G10K11/172
• 分類號: G10K11/172
• 代理公司: 四川省方圓智云知識產權代理事務所(普通合伙) 51368
• 代理人: 王悅

本發明提供一種頻率自適應可調的吸聲裝置，包括圓筒形的外腔體，外腔體的上端開口設有微孔板，下端口設有剛性背襯；外腔體內設有腔體隔斷裝置；所述的腔體隔斷裝置為錐形臺結構，內部為空腔，腔體隔斷裝置直徑較大的底面朝上，并為開口狀，開口的邊緣與微孔板的邊緣均固定在外腔體的上端開口；腔體隔斷裝置直徑較小的底面在下方，并且設有帶有微孔的底板；腔體隔斷裝置將外腔體內分割成上腔體和下腔體，在上腔體內，設有上擋板；在下腔體內設有下擋板；上擋板安裝在長軸上，下擋板安裝在短軸上；所述的長軸和短軸分別與外腔體底部的大齒輪、小齒輪連接。本發明具有了環境適應性，適用于不同環境中的不同時間段的噪聲處理。

技術領域

本發明提供一種頻率自適應可調的吸聲裝置，屬于吸聲技術領域。

背景技術

隨著生活水平的提高，噪聲污染逐漸進入大眾視野，對于高性能吸聲裝置的研發能夠滿足目前環境保護領域和舒適性領域研發的關鍵需求。在鐵路和公路運輸系統中，各類載運工具在設計中均使用了吸聲裝置，在載具運行過程中保證噪聲能夠被控制在合理的范圍內，對內部的乘員和精密儀器儀表設備進行保護。此外，在建筑、航空航天等多種領域，吸聲裝置都是必不可少的。

吸聲裝置從結構上進行分類可以分為多孔材料型吸聲裝置和亥姆霍茲共振型吸聲裝置，對于不同的材料進行設計和改進，通過將不同類型的吸聲裝置進行組合，可以更大程度的提升吸聲裝置的吸聲效果。亥姆霍茲共振型吸聲裝置利用了亥姆霍茲共振的原理，聲波通過狹縫或者微孔進入腔體，在聲腔內產生共振，將聲能轉化為熱能，實現對噪聲的吸收。現有研究發現，亥姆霍茲共振型吸聲裝置的吸聲能力受微孔和腔體影響較為明顯，通過對微孔和腔體的改變能夠實現針對不同頻率噪聲的吸收。在研發設計過程中，高頻率噪聲往往可以通過多孔材料實現良好的吸收，而對于中低頻噪聲則需要通過亥姆霍茲型吸聲裝置進行吸收。對于普通亥姆霍茲共振器，深尺寸的腔體能夠實現對更低頻率噪聲的吸收，但也意味著這種結構對于載運工具等應用環境的空間占用更大，因此如何實現在盡可能小的空間內實現中低頻吸聲，是目前吸聲裝置亟需解決的問題。

傳統的亥姆霍茲型吸聲裝置采用微穿孔板和板后的背腔作為基本結構，由于吸聲頻率受腔深和微孔直徑的影響，要實現低頻吸聲具有很深的腔體深度，對于吸聲結構的空間要求很強，由于普通穿孔板共振頻率單一，吸聲頻率范圍很窄，僅能針對特定噪聲實現吸聲。

發明內容

本發明針對寬吸聲頻帶、低吸聲頻率等設計目標，采用了亥姆霍茲共振的基本機理，即噪聲通過微孔(隙)進入亥姆霍茲共振腔內部，通過噪聲在特定頻率上的共振使聲能轉化為熱能，實現噪聲的完美吸收。本發明過在微孔板后的的共振腔加入帶有角度的腔體隔斷裝置，提高了下腔體的等效腔深，實現超薄低頻吸聲。通過兩個可旋轉的擋板以及穿孔位置設計，在單一腔體的基礎上，提供了多個可選擇的穿孔率組合，拓寬了該裝置的吸聲頻帶范圍。得益于吸聲裝置較小的厚度，以及吸聲頻率可調整的特性，使得該吸聲裝置能夠應用在空間寶貴的列車、汽車、飛機、船舶的艙室內部。

具體的技術方案為：

一種頻率自適應可調的吸聲裝置，包括圓筒形的外腔體，外腔體的上端開口設有微孔板，下端口設有剛性背襯；

外腔體內設有腔體隔斷裝置；所述的腔體隔斷裝置為錐形臺結構，內部為空腔，腔體隔斷裝置直徑較大的底面朝上，并為開口狀，開口的邊緣與微孔板的邊緣均固定在外腔體的上端開口；

腔體隔斷裝置直徑較小的底面在下方，并且設有帶有微孔的底板；

腔體隔斷裝置將外腔體內分割成上腔體和下腔體，在上腔體內，設有上擋板；在下腔體內設有下擋板；

上擋板安裝在長軸上，下擋板安裝在短軸上；

所述的長軸和短軸分別與外腔體底部的大齒輪、小齒輪連接；

微孔板上開設有孔，孔的位置分布與上擋板互補；通過調整上擋板旋轉的角度，上擋板可將孔全部擋住，再旋轉角度后，可將部分孔或者全部的孔不遮擋；