[发明专利]一种降噪演示装置

说明书

本发明公开了一种降噪演示装置，包括底座(1)，底座(1)上固定连接有共振腔(4)，共振腔(4)为一立方体壳体，立方体壳体上垂直于底座(1)的前端面不封闭，立方体壳体上平行于底座(1)的上端面与其它端面可拆卸连接，立方体壳体的两个侧端面内侧设置有多根平行且等间距布置的凸肋(5)；共振腔(4)两侧分别为与底座(1)相连的发声源(2)和噪音计(3)；平行于所述共振腔(4)前端面且在共振腔(4)内可拆卸连接有开孔薄板(7)，开孔薄板(7)的两端置于相邻的凸肋(5)之间。本发明可准确方便的演示各个物理变量对降噪效果的影响。

技术领域

本发明属于教学演示器材领域，特别是一种用于展示薄板降噪特性的装置。

背景技术

物理课堂上,对于一些定律的推导和公式演绎常常比较枯燥乏味,一些物理变量之间的关系比较抽象化,难于理解和记忆。学生在记忆公式或者针对公式做思维扩展时常常出现无法将对应的变量模型化,实体化。为了提高学生的学习积极性，帮助学生理解物理变量之间的关系，可视化教具是一条可行的途径，结合实体模型，将抽象的变量落实在具体的实体结构上，可以有效提高学生对物理定律的理解，能够将一些基本模型展开，加深对该定律或模型的理解程度。

例如，在声波传导和简谐振动课题的教学过程中，会涉及到共振频率的概念，为了帮助学生理解共振频率，可以考虑结合穿孔薄板共振吸声模型对其涉及的物理模型及变量进行演示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：结合穿孔薄板共振吸声模型，提供一种降噪演示装置，准确方便的演示各个物理变量对降噪效果的影响。

本发明的技术方案如下：

我们知道，一种常见的穿孔板共振吸声模型的共振频率表达式为其中f₀代表共振频率，v为腔体内介质的声速，n代表薄板上的开孔数量，A₀代表开孔的截面积，B代表薄板的面积，L代表薄板的厚度，D代表薄板与刚性壁之间的距离。本方案中主要模拟演示v、n、A₀、L和D共5个变量对f₀的影响。

一种降噪演示装置，包括底座，底座上固定连接有共振腔，所述共振腔为一立方体壳体，立方体壳体上垂直于底座的前端面不封闭，立方体壳体上平行于底座的上端面与其它端面可拆卸连接，立方体壳体的两个侧端面内侧设置有多根平行且等间距布置的凸肋；

所述共振腔两侧分别为与底座相连的发声源和噪音计；

平行于所述共振腔前端面且在共振腔内可拆卸连接有开孔薄板，开孔薄板的两端置于相邻的凸肋之间。

优选的，本装置还包括填充在共振腔内且位于开孔薄板与立方体壳体后端面之间的吸声材料块。

优选的，所述吸声材料块的两个侧端面上设置有与两个相邻凸肋间间距等宽的凸棱。

优选的，所述立方体壳体的上端面与立方体壳体的其它端面通过魔术贴连接。

优选的，所述开孔薄板上的圆孔孔径相等，任意两个相邻圆孔的水平和竖直方向圆心距相等。

优选的，所述开孔薄板的两端各有一个直角切角棱，切角棱的厚度等于两个相邻凸肋间间距的一半。

本发明的优点如下：

1)可以通过多张不同圆孔密度和孔径的开孔薄板模拟n、A₀两个变量的变化。

2)可以通过调整开孔薄板在共振腔内不同位置(即开孔薄板插入不同位置的凸肋处)模拟D这个变量对共振频率的影响。

3)可以通过在共振腔内，开孔薄板与立方体壳体后端面之间插入不同材质的吸声材料模拟v这个变量对共振频率的影响。

4)发生源可以输出不同频率的声波，通过共振腔后端的噪音计来读取穿孔薄板降噪的效果。