[发明专利]允许流体通过的低频吸声器

说明书

技术领域

本发明涉及声波处理技术领域，特别涉及一种允许流体通过的低频吸声器。

背景技术

低频(<400Hz)声波在生活中广泛存在，例如人说话的语音以及设备振动产生的噪音，因此对低频声波的控制与吸收一直是声学工程中的重要课题。由于在低声压级(<120dB)下声学系统是线性的，声波和材料之间的耗散作用相对于频率的平方成正比，因此声波在低频段难以耗散，低频声波的吸收从而也一直是一个长期难题。

由于在低频下空气中的声波波长很长(约1m)，传统的多孔吸声材料在被壁支撑的情况也至少需要四分之一波长的厚度才能有显著的吸收，这就会占用很大的区域，在空间有限的情况下难以忍受。同时，多孔材料的废屑也很不环保，在室内的使用既不方便，也不健康。

为了克服这些传统材料不容忽视的缺点，人们尝试开发出新的亚波长声学超材料低频吸声器，但是目前提出的超材料吸声器大多都需要刚性背衬作为反射板才能实现大于80％高效率的声波吸收，如果没有反射板则最大吸收甚至很难超过50％。然而在有刚性背衬等反射板的情况下，流体会无法通过吸声器，因此这些超材料吸声器大都不能应用在管道系统中。

迄今为止，现有技术中仅有一种基于薄膜共振单元的超材料吸声器允许流体通过，可应用于管道系统中，不过薄膜容易损坏，而且薄膜的吸收依赖于薄膜的形变，在长期使用中可能出现蠕变的问题，导致薄膜发生永久变形，而影响薄膜的吸收性能。

为此，设计一种可允许流体通过，同时不依赖于薄膜的低频吸声器便显得很有意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种允许流体通过的低频吸声器，旨在克服现有技术中的至少一点不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种允许流体通过的低频吸声器，其包括若干个吸声单元，于各所述吸声单元之间形成有可供流体通过的间隙；且所述吸声单元包括空心管体，于所述管体的侧壁上设有沿所述管体轴向延伸的开口，还包括分别布置于所述管体的两端、以封闭所述管体两端的板体。

进一步的，所述管体为一个或是嵌套设置的多个。

进一步的，嵌套设置的各所述管体中，相邻所述管体上的所述开口背对布置。

进一步的，所述管体为并排布置、且固连为一体的至少两个；并且固连在一起的多个所述管体的截面形状完全相同或者有所不同。

进一步的，于并排布置的各所述管体内还嵌套有至少一个所述管体。

进一步的，并排相邻或嵌套相邻的所述管体上的所述开口背对布置。

进一步的，所述吸声单元为沿声波传输方向布置的至少一排或至少一列，或者所述吸声单元为沿声波传输方向呈阵列布置。

进一步的，各所述吸声单元周期性或非周期性排布。

进一步的，所述管体的截面为矩形、圆形、椭圆形或梯形中的一种。

进一步的，所述开口为沿所述管体轴向延伸的直线形或弯折状，或者所述开口呈螺旋状绕所述管体分布。

进一步的，所述开口沿所述管体的轴向贯穿所述管体；或者所述开口被设置为沿所述管体轴向长度的部分的开口孔，所述开口孔的形状包括沿所述管体的轴向延伸的矩形、椭圆形、长圆形或者圆形、方形。

进一步的，所述管体沿其轴向长度具有恒定的或变化的横截面。

进一步的，所述吸声单元由致密材质制成。

进一步的，所述吸声单元由金属、塑料、玻璃以及陶瓷中的一种制成。

进一步的，所述吸声单元通过3D打印、模具注塑、车床加工或激光切割中的一种成型。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明的允许流体通过的低频吸声器，在各吸收单元之间形成间隙，可供流体通过，从而可实现吸声器在管道系统等场合的应用，以能够在流体通过的同时实现对声波的吸收，减少低频噪音。

本发明的允许流体通过的低频吸声器中，经由具有开口且两端封闭的管体的设置，使用时通过声波与管壁的摩擦，以及所引起的管体与低频声波间的共振，可使声波的能量转换为热被吸收，这一转化在发生共振时尤为显著，而本吸声器可支持低频下的共振模式，从而能够实现对低频声波的有效吸收。