| WO/2002/082859 | ELECTROMECHANICAL ACOUSTIC LINER |
| WO/2005/091272 | ASSEMBLY FOR REDUCING NOISE IN TURBOFAN ENGINES |
| WO/1999/017012 | SILENCER WITH A BYPASS RESONATOR |
张倩 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
LV, Yadong (No.21 North 4th Ring Road West, Haidian District, Beijing 0, 100190, CN)
中国科学院声学研究所 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
ZHANG, Qian (No.21 North 4th Ring Road West, Haidian District, Beijing 0, 100190, CN)
张倩 (中国北京市海淀区北四环西路21号, Beijing 0, 100190, CN)
| 权利要求 1、 一种内置共振腔体的复合吸声装置， 该装置包括一穿有若干 第一孔洞的穿孔板、 背板和侧板， 所述的穿孔板、 背板和侧板组成封 闭空腔， 其特征在于， 所述的封闭空腔内， 放置有至少一个或一个以 上共振腔体；所述的共振腔体上分布有至少一个或一个以上第二孔洞， 其中， 至少有一个第二孔洞与封闭空腔连通； 所述的共振腔体的体积 l X lCTmm3 , 腔壁厚度为 0. 05mm〜10mm;其上的第二孔洞的孔径 d ' =0. 05〜100mm，穿孔率 σ ' 为 0. 01%〜30%。 2、 根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的共振腔体为多个， 直接放置在封闭空腔内或分别固定在 由若干隔板分割的封闭空腔内。 3、 根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的共振腔体可以为： 球体、 椭圆体或多面体。 4、 根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的第二孔洞直接与封闭空腔连通。 5、 根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的第二孔洞通过管束与封闭空腔连通。 6、 根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的第一孔洞或第二孔洞可连接管束的一端， 该管束位于封 闭空腔内， 用于增加声阻。 7、 根据权利要求 6所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的第二孔洞上的管束的另一端可连通封闭空腔、连通另一 个共振腔上的第二孔洞或连通穿孔板上的第一孔洞。 8、 根据权利要求 6所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的管束可以为金属管、 玻璃管、 塑料管或橡胶管， 其长度 为 l〜5000mm， 直径为 0. 1〜 100mm; 所述的管束为橡胶管束时，通过粘接与第一孔洞或第二孔洞连接、 在管束端口安装第一过渡接头与第一孔洞连接或在管束端口安装第 二过渡接头与第二孔洞连接； 所述的管束的为金属管束、 玻璃管束或塑料管束时， 通过粘接、 焊接、 螺纹连接、一次注塑成型与第一孔洞或第二孔洞连接、 在管束 端口安装第一过渡接头与第一孔洞连接或在管束端口安装第二过渡 接头与第二孔洞连接。 9、 根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的穿孔板的厚度为 0. 5〜 10匪； 其上的第一孔洞直径 d=0. l〜5mm，穿孔率 σ为 0. 1%〜30%；封闭空腔的腔深 D=10〜2000mm， 封闭空腔为由 1 个侧板组成的圆柱形空腔或者由多个侧板组成的多 面体空腔； 所述的穿孔板上的第一孔洞的排列方式为规则的三角形排列或 正方形排列方式， 或采用非规则排列方式。 10、根据权利要求 1所述的内置共振腔的复合吸声装置， 其特征 在于， 所述的穿孔板背面可覆加一层多孔性吸声材料， 所述多孔性吸 声材料在封闭空腔内； 其厚度为 0. lmn！〜 200mm。 |
技术领域
本发明涉及一种复合吸声装置，特别涉及一种 内置共振腔体的复 合吸声装置。
背景技术
噪声控制工程中应用的吸声材料和吸声结构种 类很多，按其吸声 原理大致可分为多孔性吸声材料和共振吸声材 料。例如纤维材料和灰 泥材料等都属于多孔性吸声材料， 而薄板共振吸声结构、薄膜共振吸 声结构、 穿孔板共振吸声都属于共振吸声材料。 马大猷于 1975年在 《中国科学》上发表的关于 "微穿孔板吸声结构的理论与设计" 以及 于 2000年在 《声学学报》 发表的关于 "微缝吸声体理论" 的文章， 将共振吸声结构的应用扩展了更广阔的领域。
尽管穿孔板共振吸声结构、微穿孔板吸声结构 以及双层微穿孔板 吸声结构较多孔性吸声材料在吸声特性、 流阻、 抗潮湿、 耐腐蚀、 卫 生清洁等方面具有许多优越特点，但是仍无法 满足一些噪声控制的实 际需要， 特别是在吸声空间受到严格限制的场合下， 要控制低频噪声 就显得有些力不从心， 因为对于一般共振吸声结构， 要增强其低频声 吸收， 就必须大幅增加空腔深度， 而这在实际工程中往往是无法做到 申请目前检索了 G10K，重点检索了 G10K 1 1/172，找出对比文献： 中国专利 ZL 00100641. X "管束式穿孔板共振吸声装置" 和中国专 利 ZL00264613. 7 "多腔并联旁支型消声器" 。
专利 "管束式穿孔板共振吸声装置"记载的主要特征 于：管束 式穿孔板共振吸声结构由穿孔板和底板、 侧板 （三者组成封闭空腔) 及管束构成。管束为若干与穿孔板小孔直径相 同的细长管（可为弯曲 的柔性管束）排列组成， 柔性管束的长度不受穿孔板共振吸声结构腔 深的限制（可设计成长短不一， 以调谐共振频率和改变不同频率下的 吸声系数）， 其管束长度可小于腔深， 亦可远大于腔深。 该结构利用 管腔耦合共振的吸声原理， 增大其吸声系数和声阻， 提高低频吸声效 果。该管束式穿孔板共振吸声结构目前吸声频 带局限于中低频， 吸声 频带尚不够宽，管束的长度对于管束式穿孔板 共振吸声结构至关重要， 如果管长过短， 对其吸声性能会影响很大， 大幅降低吸声性能， 因此 若想保证较好的吸声性能必须使用较长的管束 ，后腔深度也会相应增 加， 不利于该装置的推广使用， 且线状的管束设计单一， 不能充分利 用管腔耦合共振的吸声特性以及管束的长度对 消耗声能的贡献。
专利 "多腔并联旁支型消声器"记载的主要特征在于 多腔并联 旁支式共振消声器用在汽车内燃机进气系统上 ，包括进气管和并联设 置的 2-4个共振腔体， 共振腔体置于一壳体内， 各共振腔体通过导管 依次连接进气管上轴向设置的径向通孔，径向 通孔及导管的尺寸根据 内燃机进气噪声频谱来匹配设计， 该消声器既能大幅降低进气噪声， 又能提高内燃机功率， 体积较小。
国际声学和噪声控制领域的专家一直在冥思苦 想、孜孜以求一种 在有限厚度内具有高效低频吸声特性的宽带吸 声结构，来代替或弥补 低频吸收不足的传统吸声结构。为此， 本发明提出了一种将共振腔体 表面声散射、小孔消声和共振腔体耦合共振结 合起来的内置共振腔体 的复合吸声装置， 以实现提高吸声系数、 拓宽吸声频带的目的。
发明内容
本发明的目的在于，为克服目前噪声控制采用 上述方法中低频吸 声不足的缺陷， 从而提供一种内置共振腔体的复合吸声装置。
本发明所述的一种内置共振腔体的复合吸声装 置，该装置包括一 穿有若干第一孔洞的穿孔板、 背板和侧板， 所述的穿孔板、 背板和侧 板组成封闭空腔， 其特征在于， 所述的封闭空腔内， 放置有至少一个 或一个以上共振腔体；所述的共振腔体上分布 有至少一个或一个以上 第二孔洞， 其中， 至少有一个第二孔洞与封闭空腔连通； 所述的共振 腔体的体积 V=10匪 3 〜 l X 10 1Q mm 3 ， 腔壁厚度为 0. 05mm〜10mm; 其上的 第二孔洞的孔径 d ' =0. 05〜100匪， 穿孔率 σ ' 为 0. 01%〜30%。
所述的共振腔体可以为： 球体、 椭圆体或多面体； 所述的第二孔 洞直接与封闭空腔连通或通过管束与封闭空腔 连通；如果所述的共振 腔体为多个时，直接放置在封闭空腔内或分别 固定在由若干隔板分割 的封闭空腔内。
作为本发明的一个改进，所述的第一孔洞或第 二孔洞可连接管束 的一端， 该管束位于封闭空腔内， 用于增加声阻； 且所述的第二孔洞 上的管束的另一端可连通封闭空腔、连通另一 个共振腔上的第二孔洞 或连通穿孔板上的第一孔洞。
所述的管束可以为金属管、 玻璃管、 塑料管或橡胶管； 如果所述 的管束为橡胶管束时， 通过粘接与第一孔洞或第二孔洞连接、在管束 端口安装第一过渡接头与第一孔洞连接或在管 束端口安装第二过渡 接头与第二孔洞连接； 如果所述的管束的为金属管束、玻璃管束或塑 料管束时， 通过粘接、 焊接、 螺纹连接、 一次注塑成型与第一孔洞或 第二孔洞连接、在管束端口安装第一过渡接头 与第一孔洞连接或在管 束端口安装第二过渡接头与第二孔洞连接。
所述的穿孔板的厚度为 0. 5〜 10匪； 其上的第一孔洞直径 d=0. 1〜5匪， 穿孔率 σ为 0. 1%〜30%， 且排列方式为规则的三角形排 列或正方形排列方式， 或采用非规则排列方式； 封闭空腔的腔深 D=10〜2000mm，该封闭空腔可以为 1个侧面的圆柱形空腔或者多个侧 板的多面体空腔。
作为本发明的又一改进，所述的穿孔板背面可 覆加一层多孔性吸 声材料，所述多孔性吸声材料在封闭空腔内； 其厚度为 0. lmn！〜 200mm。
上述技术方案中， 所述穿孔板为铁板、 钢板、 铜板、 不锈钢板、 铝板、 塑料板、 玻璃板、 PVC板、 PE板或木板。
上述技术方案中所述的共振腔体的材质为金属 腔、玻璃腔、陶瓷 腔、 橡胶腔、 塑料腔或纤维腔； 所述的管束长度 1为 1〜5000匪， 直 径为 0. l〜 100mm。
本发明的内置共振腔体的复合吸声装置， 由一穿有孔洞的穿孔板 和背板、侧板及多个共振腔体构成。共振腔体 为放置在封闭空腔内的 小腔体，共振腔体的作用主要是声发散、连通 封闭空腔以及增加声阻; 声波到达共振腔体时，推动共振腔体上第二孔 洞内的空气柱做往复振 动， 由于粘滞阻尼作用， 部分声能转化为热能消耗掉了， 这样就利用 了亥姆霍兹共鸣器的原理，共振腔体的腔壁上 的孔洞为原有的穿孔板 结构增加了声阻， 充分消耗了声能， 强化吸声； 共振腔体的空心设计 又为吸声装置增加了声抗， 同时共振腔体与封闭空腔串联连通， 达到 了多腔耦合共振的目的， 拓宽了吸声频带； 共振腔体和第二孔洞的可 设计成大小不一， 以调谐共振频率和改变不同频率下的吸声系数 。本 发明利用共振腔体在封闭空腔内形成声散射， 以及利用第二孔洞增加 声阻来消耗声能，还有多腔耦合共振吸声原理 对共振吸收峰和吸声频 带的调制特性， 增加声阻和声质量， 有助于提高吸声效果， 拓宽吸声 频带。
本发明的主要技术特点包含： 本发明的 "内置共振腔体的复合吸 声装置"将共振腔体与封闭空腔通过第二孔洞 通，达到腔体间耦合 共振的目的， 拓宽了吸声频带， 另外对共振腔体上的孔洞数量不做限 制， 这样就为整个吸声装置增加了声阻， 且可根据需要调整孔洞数量 和直径等， 以调整声阻的大小， 提高吸声系数； 共振腔体上的管束， 延长了共振腔体上的孔洞的厚度， 不仅有利于增加声阻， 同时用管束 将共振腔体之间连通， 有利于腔体间的耦合共振， 且有利于提高吸声 系数和拓宽吸声频带，并促使吸声频带向低频 偏移，有利于低频吸声； 共振腔体与封闭空腔的耦合共振，可看作在同 一空腔中实现了双层结 构的消声处理，减小了后腔体积的同时达到了 双层吸声结构的消声效 果， 有利于在空间受到严格限制的环境中使用； 为了展宽内置共振腔 体的复合吸声装置的消声频率范围，可以将共 振腔体和第二孔洞的设 计成大小形状不一， 其设计灵活， 有利于应用于各种需要进行消声处 理的场合； 共振腔体表面的声散射， 使声波在后腔中能到达每一个共 振腔体， 且推动第二孔洞内的空气柱做往复运动， 充分消耗了声能， 有利于充分利用后腔空间达到吸声的目的。
本发明的优点在于， 在有限的后腔空间中增加了多个共振腔体， 充分利用了声散射、孔洞的声阻消耗声能和多 腔耦合共振的吸声原理， 以及腔体和孔洞大小对共振吸收峰和吸声频带 的调制特性，从而增大 吸声系数， 增强中、 低频噪声的有效吸收， 同时拓宽了吸声频带。
附图说明
图 1为本发明的内置共振腔体的复合吸声装置示 图，即每个共 振腔体有一个第二孔洞直接与封闭空腔连通；
图 2为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即每个 共振腔体有二十六个第二孔洞与封闭空腔连通 ；
图 3为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即每个 共振腔体有四个第二孔洞，其中一个第二孔洞 通过管束与穿孔板上的 一个第一孔洞连通， 其它的第二孔洞直接与封闭空腔连通；
图 4为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即每个 共振腔体有三个第二孔洞，其中一个第二孔洞 通过一根管束与封闭空 腔连通；
图 5为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即每个 共振腔体有两个第二孔洞，每两个共振腔体之 间用一根管束将它们连 通， 其他的第二孔洞直接与封闭空腔连通；
图 6 为本发明的安装有第一过渡接头和第二过渡接 头的复合吸 声装置示意图；
图 7为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即每个 共振腔体有两个直径不等的第二孔洞；
图 8为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即封闭 空腔中有两种体积不等的共振腔体；
图 9为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图，即封闭 空腔中有椭圆体和立方体的共振腔体；
图 10为本发明的安装有隔板的复合吸声装置示意 ；
图 11为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构 意图， 即穿 孔板上的第一孔洞连通有管束；
图 12 为本发明的复合吸声装置另一种实施例结构示 意图， 即穿 孔板背面覆加一层多孔性吸声材料；
图 13为驻波管测量的本发明的共振吸声装置和穿 板的吸声性 能对比图 （腔深 50匪）；
图 14为用驻波管测量的本发明的有不同个数共振 体的复合吸 声装置的吸声性能对比图 （腔深 100mm) ;
图 15为用驻波管测量的内置共振腔体的复合吸声 置与管束穿 孔板的的中低频吸声性能对比图 （腔深 50匪）。 附图标识：
1、 穿孔板 2、 背? 3、
4、 管束 5、 共振腔 6、 第一孔洞 6 ' 、 第二孔洞 7、 第一过渡接 ^ V 、 第二过
9、 多孔性吸声材料 具体实 式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详 细说明。 实施例 1
参考图 1， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块不锈钢制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和 不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔的深度 D为 40匪， 该穿孔板 1为边长为 80匪的正方形不锈钢板， 厚度为 5匪， 穿孔板 1 上设有第一孔洞 6，第一孔洞 6直径为 3mm，第一孔洞 6穿孔率为 28%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列；封闭空腔 有 4个共振腔 5，共振腔 5的为铝球腔，共振腔 5的体积为 1. 4 X 10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 5mm;共振腔 5的腔壁上有 1个第二孔洞 6 ' ， 第二孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 2匪，第二孔洞 6 ' 的穿孔率 σ ' 为 0. 06%; 共振腔 5随意放置在封闭空腔内。 实施例 2
参考图 2， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块不锈钢制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和 不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔的深度 D为 50mm， 该穿孔板 1为直径为 100mm的圆形不锈钢板， 厚度为 0. 7mm, 穿孔板 1上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 1. 7mm, 第一孔洞 6穿孔率 为 4. 6%， 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列； 封闭空腔内有 4个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料球体腔， 共振腔 5的 体积为 3. 35 X 10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 0. 4匪； 共振腔 5的腔 壁上有 26个第二孔洞 6' ，第二孔洞 6' 均匀分布在球体的三个相互 垂直半球面的圆周上 （每个圆周上有 16个第二孔洞 6' ， 三个圆周 中每两个圆周上有 4个第二孔洞 6' 重叠）， 第二孔洞 6' 的孔径 d' 为 0.5mm, 第二孔洞 6' 的穿孔率 σ' 为 0.1%； 共振腔 5随意放置在 封闭空腔内。
用驻波管完成了内置共振腔的复合吸声装置的 中低频消声机理 的实验研究。测量了穿孔板、后腔中放置无孔 洞的球体的穿孔板和内 置共振腔的复合吸声装置的中低频吸声系数， 确定了多腔耦合有利于 提高吸声系数。 测量中用到的其他共振吸声结构的参数如下：
穿孔板参数： 孔洞以正方形排列， 孔洞直径 1.7mm， 孔洞之间 的中心间距 7mm， 板厚 0.7mm， 后腔深度 50mm;
后腔中放置无孔洞的球体的穿孔板参数： 穿孔板孔洞以正方形 排列， 孔洞直径 1.7匪， 孔洞之间的中心间距 7匪， 板厚 0.7匪; 后 腔中放置 4 个无孔洞的塑料空心球体， 球壁厚度为 0.4匪， 体积为 3.35X10 , 球体随意放置在封闭空腔内， 后腔深度 50匪。
从图 13 可以看出： 穿孔板和后腔中放置无孔洞的球体的穿孔板吸 声装置的吸声系数相似， 最高吸声系数分别在 1000Hz和 1250Hz, 均 不大于 0.35， 吸声效果较差； 内置共振腔的复合吸声装置的共振峰 在 630Hz达到 0.928， 在 500Hz至 1250Hz之间， 吸声系数都达到了 0.5以上， 频带宽度达到 750Hz以上； 可见内置共振腔的复合吸声装 置的吸声效果明显优于另外两种的吸声效果。 实施例 3
参考图 2， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块不锈钢制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和 不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔的深度 D为 100匪， 该穿孔板 1为直径为 100mm的圆形不锈钢板， 厚度为 0.7mm, 穿孔板 1上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 1.7mm, 第一孔洞 6穿孔率 为 4.6%， 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列； 封闭空腔内分次放入有 9个、 7个、 4个和 1个共振腔 5， 共振腔 5 的为塑料球体腔， 共振腔 5的体积为 3.35X10 , 共振腔 5的腔壁 厚度为 0. 4mm;共振腔 5的腔壁上有 26个第二孔洞 6 ' ，第二孔洞 6 ' 均匀分布在球体的三个相互垂直半球面的圆周 上 （每个圆周上有 16 个第二孔洞 6 ' ，三个圆周中每两个圆周上有 4个第二孔洞 6 ' 重叠）， 第二孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 0. 5匪，第二孔洞 6 ' 的穿孔率 σ ' 为 0. 1%; 共振腔 5随意放置在封闭空腔内。
实验中选用 4个本发明的内置共振腔的复合吸声装置， 它们的 封闭空腔中分别放置 9个、 7个、 4个和 1个共振腔， 用驻波管完成 了对它们的中低频消声机理的实验研究，确定 了共振腔个数对吸声系 数和频带宽度等的影响。测量中用到的其他共 振吸声结构的参数如下: 穿孔板参数： 孔洞以正方形排列， 孔洞直径 1. 7mm， 孔洞之间 的中心间距 7匪， 板厚 0. 7mm， 后腔深度 100mm。
从图 14可以看出：封闭空腔中有 1个共振腔的共振吸声装置的 共振吸声峰在 630Hz , 吸声系数不大于 0. 4， 2000Hz吸声系数为 0. 6 左右； 封闭空腔中有 4 个共振腔的共振吸声装置的共振吸声峰在 630Hz达到了 0. 8以上， 500Hz至 800Hz间吸声系数大于 0. 5， 2000Hz 吸声系数为 0. 8左右；封闭空腔中有 Ί个共振腔的共振吸声装置的共 振吸声峰在 800Hz达到了 0. 95以上， 400Hz至 800Hz间吸声系数大 于 0. 5， 2000Hz吸声系数为 0. 85左右； 封闭空腔中有 9个共振腔的 共振吸声装置的共振吸声峰分别在 500Hz和 800Hz达到了 0. 9以上， 400Hz至 1000Hz间吸声系数大于 0. 5 , 2000Hz吸声系数为 0. 8左右； 可见， 随着封闭空腔中的共振腔的个数的增加， 频带宽度拓宽， 主吸 声频带的共振峰逐渐增大并分为两个，出现类 似于双层微穿孔板吸声 结构的特性； 另外在 2000Hz的吸声系数也随共振腔的增多而提高。 实施例 4
参考图 3， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块塑料制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和不 锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔， 该封闭空腔的深度 D为 200匪、 500mm, 1000mm或 2000mm， 该穿孔板 1为 lOOOmm X 1000mm的正方形 板，厚度为 2匪，穿孔板 1上设有第一孔洞 6，第一孔洞 6直径为 2匪， 第一孔洞 6穿孔率为 0. 031%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为 规则的正方形排列； 封闭空腔内有 100个共振腔 5， 共振腔 5的为玻 璃球体腔， 共振腔 5的体积为 2.7X10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 10mm; 共振腔 5的腔壁上有 4个第二孔洞 6' ， 第二孔洞 6' 均匀分 布在球体的一个半球面的圆周上， 第二孔洞 6' 的孔径 d' 为 2mm， 第二孔洞 6' 的穿孔率 σ' 为 0.06%;每个共振腔 5的 4个第二孔洞 6' 中有 3个第二孔洞 6' 与封闭空腔连通， 另一个第二孔洞 6' 连接上 一根管束 4， 管束 4的另一端与穿孔板 1上的第一孔洞 6连通； 管束 4为金属管、 玻璃管或塑料管， 长度 1为 10mm、 50mm或 100mm, 直径 为 2匪； 管束 4与穿孔板 1的连接方式为粘接、 螺纹连接或一次注塑 成型； 共振腔 5与管束 4的相连方式为粘接、 焊接、 螺纹连接或一次 注塑成型。 实施例 5
参考图 4， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块玻璃板、 PVC板、 PE板或木板制作的穿孔板 1、 玻璃制作的背板 2和玻璃制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔 的深度 D为 100mm, 该穿孔板 1为 200mmX 200mm的正方形板， 厚度 为 3匪， 穿孔板 1上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 1醒， 第一 孔洞 6穿孔率为 0.6%， 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为六边形 排列； 封闭空腔内有 16个共振腔 5， 共振腔 5的为橡胶球体腔， 共 振腔 5的体积为 3.35X10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 0.8匪； 共振 腔 5的腔壁上有 3个第二孔洞 6' ， 第二孔洞 6' 均匀分布在球体的 一个半球面的圆周上， 第二孔洞 6' 的孔径 d' 为 lmm， 第二孔洞 6' 的穿孔率 σ' 为 0.047%; 每个共振腔 5的第二孔洞 6' 连接上一根管 束 4， 管束 4的另一端与封闭空腔连通； 管束 4为橡胶管， 长度 1为 60mm, 直径为 lmm; 共振腔 5与管束 4的相连方式为粘接或一次注塑 成型； 共振腔 5随意放置在封闭空腔内。 实施例 6
参考图 5， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块铜板制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和不 锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔， 该封闭空腔的深度 D为 40匪， 该穿孔板 1为边长为 80匪的正方形板， 厚度为 lmm， 穿孔板 1上设 有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 3mm， 第一孔洞 6穿孔率为 28%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列；封闭空腔 有 4个共振腔 5，共振腔 5的为铜球腔，共振腔 5的体积为 1.4X10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 5匪;共振腔 5的腔壁上有两个第二孔洞 6' ， 第二孔洞 6' 均匀分布在球体的一个半球面的圆周上， 第二孔洞 6' 的孔径 d' 为 5mm，第二孔洞 6' 的穿孔率 σ' 为 1.4%;每两个共振腔 为一组， 每组用管束连通两个共振腔上的两个第二孔洞 6' ， 其他第 二孔洞 6' 连通封闭空腔， 如图 5所示； 管束 4为钢管， 长度 5mm， 直径为 5匪； 管束 4与穿孔板 1的连接方式为粘接、 螺纹连接或一次 注塑成型； 共振腔 5与管束 4的相连方式为焊接或螺纹连接， 共振腔 5随意放置在封闭空腔内。 实施例 7
参考图 3和图 6， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声装置。 该装置由一块塑料制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔， 该封闭空腔的深度 D为 200mm, 该穿孔板 1为 lOOOmmX 1000mm的正方形板， 厚度为 2匪， 穿 孔板 1上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 2mm， 第一孔洞 6穿孔 率为 0.031%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排 列； 封闭空腔内有 100个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料球体腔， 共振 腔 5的体积为 2.7X10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 10匪； 共振腔 5 的腔壁上有两个第二孔洞 6' ， 第二孔洞 6' 均匀分布在球体的一个 半球面的圆周上， 第二孔洞 6' 的孔径 d' 为 2mm， 第二孔洞 6' 的穿 孔率 σ' 为 0.03%;每个共振腔 5的一个第二孔洞 6' 与封闭空腔连通， 另一个第二孔洞 6' 连接上一根管束 4， 管束 4的另一端与穿孔板 1 上的第一孔洞 6连通；管束 4为橡胶管，长度 1为 100mm,直径为 2mm; 管束 4与穿孔板 1的连接方式为通过一个第一过渡接头 Ί安装连接; 共振腔 5与管束 4的相连方式为通过一个第二过渡接头 7' 安装连接。 实施例 8
参考图 7， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块塑料制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和不 锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔， 该封闭空腔的深度 D为 200匪， 该穿孔板 1为 1000匪 X 1000匪的正方形板， 厚度为 2匪， 穿孔板 1 上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 2匪， 第一孔洞 6 穿孔率为 0. 031%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列； 封 闭空腔内有 100个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料球体腔， 共振腔 5的 体积为 2. 7 X 10 5 皿 3 ， 共振腔 5的腔壁厚度为 2匪； 共振腔 5的腔壁上 有两个第二孔洞 6 ' ， 第二孔洞 6 ' 非均匀的分布在球体的一个半球 面的圆周上， 其中一个第二孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 3匪， 另一个第二 孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 1匪， 第二孔洞 6 ' 的穿孔率 σ ' 为 0. 039%; 共 振腔 5随意放置在封闭空腔内。 实施例 9
参考图 8， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块铜板制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和不 锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔， 该封闭空腔的深度 D为 40匪， 该穿孔板 1为边长为 80匪的正方形板， 厚度为 lmm， 穿孔板 1上设 有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 3mm， 第一孔洞 6穿孔率为 28%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列；封闭空腔 有 4个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料球体腔， 共振腔 5的腔壁上有 3 个第二孔洞 6 ' ， 第二孔洞 6 ' 均匀分布在球体的一个半球面的圆周 上， 4个共振腔 5的腔壁厚度均为 1mm; 其中两个共振腔 5的体积为 3. 3 X 10 ,它们上面的第二孔洞 6 ' 的孔径为 2匪，穿孔率为 0. 19%； 另外两个共振腔 5的体积为 8. 3 X 10 3 mm 3 ，它们上面的第二孔洞 6 ' 的 孔径为 lmm， 穿孔率为 0. 12%； 共振腔 5随意放置在封闭空腔内。 实施例 10
参考图 8， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸声 装置。 该装置由一块铜板制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2和不 锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔， 该封闭空腔的深度 D为 40匪， 该穿孔板 1为边长为 80匪的正方形板， 厚度为 lmm， 穿孔板 1上设 有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 3mm， 第一孔洞 6穿孔率为 28%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列；封闭空腔 有 4个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料腔， 每个共振腔 5的腔壁上有 1 个第二孔洞 6 ' ， 4个共振腔 5的腔壁厚度均为 0. 5匪； 其中两个共 振腔 5是体积为 3. 3 X 10 4 mm 3 的椭球体，它们上面的第二孔洞 6 ' 的孔 径为 2mm，穿孔率为 0. 063%；另外两个共振腔 5是体积为 6. 4 X 10 立方体， 它们上面的第二孔洞 6 ' 的孔径为 2mm， 穿孔率为 0. 03%; 共振腔 5随意放置在封闭空腔内。 实施例 11
参考图 10， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸 声装置。 该装置由一块不锈钢制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2 和不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔的深度 D为 40匪， 该穿孔板 1为边长为 80匪的正方形不锈钢板， 厚度为 5匪， 穿孔板 1 上设有第一孔洞 6，第一孔洞 6直径为 3mm，第一孔洞 6穿孔率为 28%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列；封闭空腔 有 4个共振腔 5，共振腔 5的为塑料球体腔，共振腔 5的体积为 942匪 3 ， 共振腔 5的腔壁厚度为 1mm;共振腔 5的腔壁上有 1个第二孔洞 6 ' ， 第二孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 2匪， 第二孔洞 6 ' 的穿孔率 σ ' 为 0. 7%; 封闭空腔内安装有隔板， 将 4个共振腔 5分别固定在封闭空腔内。 实施例 12
参考图 11， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸 声装置。 该装置由一块不锈钢制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2 和不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔的深度 D为 50mm， 该穿孔板 1为直径为 100mm的圆形不锈钢板， 厚度为 0. 7mm, 穿孔板 1上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 1. lmm, 第一孔洞 6穿孔率 为 1. 9%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列； 封闭空腔内有 4个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料球体腔， 共振腔 5的 体积为 3. 35 X 10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 0. 4匪； 共振腔 5的腔 壁上有 26个第二孔洞 6 ' ，第二孔洞 6 ' 均匀分布在球体的三个相互 垂直半球面的圆周上 （每个圆周上有 16个第二孔洞 6 ' ， 三个圆周 中每两个圆周上有 4个第二孔洞 6 ' 重叠）， 第二孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 0. 5mm, 第二孔洞 6 ' 的穿孔率 σ ' 为 0. 1%； 共振腔 5随意放置在 封闭空腔内； 穿孔板 1上的每个第一孔洞 6连通一根不锈钢管束 4， 管束 4长 8. 5mm, 直径为 1. lmm, 管束 4是焊接在穿孔板 1的第一孔 洞 6上。
用驻波管完成了内置共振腔的复合吸声装置与 管束穿孔板的的 中低频消声机理对比实验研究。测量了穿孔板 、管束穿孔板和内置共 振腔的复合吸声装置的中低频吸声系数，确定 了在管束穿孔板吸声装 置中加上内置共振腔的作用。测量中用到的其 他共振吸声结构的参数 如下：
穿孔板参数： 孔洞以正方形排列， 孔洞直径 1. 7mm， 孔洞之间的 中心间距 7mm， 板厚 0. 7mm， 后腔深度 50mm。
管束穿孔板： 穿孔板孔洞以正方形排列， 孔洞直径 1. 1mm, 孔洞 之间的中心间距 7匪， 板厚 0. 7mm， 管束长 8. 5mm， 直径为 1. lmm, 管 束是焊接在穿孔板的孔洞上， 后腔深度 50匪。
从图 15可以看出： 管束穿孔板与内置共振腔的复合吸声装置的 主共振频带相比于穿孔板向低频偏移，且平均 吸声系数均高于穿孔板; 内置共振腔的复合吸声装置的共振峰明显高于 管束穿孔板吸声装置， 且频带比管束穿孔板宽。 实施例 13
参考图 12， 本实施例制作了一种本发明的内置共振腔的复 合吸 声装置。 该装置由一块不锈钢制作的穿孔板 1、 不锈钢制作的背板 2 和不锈钢制作的侧板 3组成的封闭空腔，该封闭空腔的深度 D为 300mm， 该穿孔板 1为直径为 100mm的圆形不锈钢板， 厚度为 0. 8mm, 穿孔板 1上设有第一孔洞 6， 第一孔洞 6直径为 1. lmm, 第一孔洞 6穿孔率 为 1. 9%, 穿孔板 1上第一孔洞 6的排列方式为规则的正方形排列； 封闭空腔内有 4个共振腔 5， 共振腔 5的为塑料球体腔， 共振腔 5的 体积为 3. 35 X 10 , 共振腔 5的腔壁厚度为 0. 4匪； 共振腔 5的腔 壁上有 6个第二孔洞 6 ' ， 第二孔洞 6 ' 均匀分布在球体的一个半球 面的圆周上， 第二孔洞 6 ' 的孔径 d ' 为 0. 5mm， 第二孔洞 6 ' 的穿孔 率 σ ' 为 0. 023%; 共振腔 5随意放置在封闭空腔内； 穿孔板 1背面覆 加一层多孔性吸声材料 9， 多孔性吸声材料 9在封闭空腔内； 多孔性 吸声材料 9厚度为 0. 5匪、 5匪、 30mm、 100匪或 200mm， 多孔性吸声 材料 9为玻璃棉、 泡沬铝、 泡沬塑料、 矿渣棉或纤维棉。
总之， 本发明专利通过内置共振腔的复合吸声装置， 进行吸声处 理， 充分利用共振腔表面的声散射、共振腔上的孔 洞的声阻和共振腔 间耦合共振等对共振吸收峰和吸声频带的调制 ，其吸声频带比传统穿 孔板共振吸声结构宽，增大了吸声系数，增强 中低频噪声的有效吸收。 这是一种结构紧凑、经济实用的内置共振腔的 复合吸声装置。从实施 例的用驻波管完成的内置共振腔的复合吸声装 置的消声机理实验研 究可以对比看出，内置共振腔的复合吸声装置 的吸声效果明显优于穿 孔板共振吸声装置， 随着封闭空腔中的共振腔的个数的增加， 频带宽 度拓宽， 主吸声频带的共振峰逐渐增大并分为两个， 出现类似于双层 微穿孔板吸声结构的特性。共振腔的多少以及 共振腔上的孔洞的多少 对于内置共振腔的复合吸声装置至关重要， 如果共振腔过少， 对其吸 声性能会影响很大， 会降低吸声性能。
最后所应说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技 术方案而非限制。 尽管参照实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 对本发明的技术方案进行 修改或者等同替换， 都不脱离本发明技术方案的精神和范围， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。