[发明专利]一种螺旋开孔双孔隙率吸声装置及其应用

说明书

本发明公开了一种螺旋开孔双孔隙率吸声装置及其应用，通过在多孔材料基底上开设螺旋孔来实现，螺旋通道大大提高了声波进入多孔材料的曲折度，声波在低频段首先进入螺旋孔，再经由螺旋孔进入多孔材料的微孔，利用声波在多孔材料上所开设的螺旋孔和多孔材料微孔之间强烈耦合所带来的声能耗散，增强本发明的吸声材料的低频吸声性能，又结合多孔材料一贯良好的高频吸声性能，使得本发明在厚度较小的情况下，即可在超低频率处出现吸声峰值，同时又具有一定的中高频吸声能力。本发明结构简单实用，具有良好且广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种螺旋开孔双孔隙率吸声装置及其应用。

背景技术

现有的吸声材料以吸声减噪为目的，主要应用于音乐厅、博物馆、图书馆、消声室、道路两侧和交通工具的内壁面等场景。传统的吸声材料主要分为两类：

(1)以多孔泡沫和多孔纤维为主的多孔材料，吸声系数随频率增加而上升，适用于高频吸声且有效吸声频带较宽，缺点为低频吸声效果差；

(2)带有背部空腔的微穿孔板，其可以在较低频率处出现共振吸声峰值，适用于中低频吸声，其背腔厚度越大，低频吸声效果越好，但背腔厚度的提升也占用了更多的空间，一些有空间限定的场景限制了它的使用，同时其有效吸声频带宽度也不如多孔材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种螺旋开孔双孔隙率吸声装置及其应用，解决目前现有结构难以兼顾低频吸声、中高频吸声和有限的材料厚度。

本发明采用以下技术方案：

一种螺旋开孔双孔隙率吸声装置，包括多孔材料基底和螺旋孔，螺旋孔包括多个，周期性设置在多孔材料基底内形成弯曲或螺旋通道，弯曲或螺旋通道的长度远大于多孔材料基底的厚度。

具体的，螺旋孔的开孔率为8.2～30％。

具体的，螺旋孔的孔径沿声波进入方向保持不变、变大或变小。

进一步的，螺旋孔的孔径沿声波进入方向大小交替变化。

具体的，螺旋孔的孔径大于多孔材料基底中微孔平均孔径5倍以上。

进一步的，螺旋开孔双孔隙率吸声装置所对应的不开设螺旋孔的多孔材料基底的表面声阻抗率的实部与空气特征阻抗的比值在目标低频段大于1。

具体的，螺旋孔为空间螺旋或平面螺旋，多个螺旋孔相互缠绕连通或通过连通直孔连通。

进一步的，多孔材料基底设置在安装表面或刚性背衬上，或多孔材料基底与安装表面或刚性背衬之间设置有空腔。

更进一步的，空腔的高度为0～50mm。

本发明的另一个技术方案是：一种螺旋开孔双孔隙率吸声装置在室内墙体、交通运输工具壁面和机器的内壁面的应用。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明的螺旋开孔双孔隙率吸声装置，通过在多孔材料基底上开设螺旋孔来实现，螺旋通道大大提高了声波进入多孔材料的曲折度，声波在低频段首先进入螺旋孔，再经由螺旋孔进入多孔材料的微孔，利用声波在多孔材料上所开设的螺旋孔和多孔材料微孔之间强烈耦合所带来的声能耗散，增强本发明的吸声材料的低频吸声性能，又结合多孔材料一贯良好的高频吸声性能，使得本发明的多孔材料在厚度较小的情况下，即可在超低频率处出现吸声峰值，同时又具有一定的中高频吸声能力，通过在多孔材料基底内开设螺旋孔，相比于直孔，大大增大了曲折度，延长了低频声波在所开设孔内的传播和增大了所开设孔与多孔材料的接触面积，极大促进了低频声波由螺旋孔向多孔材料微孔的扩散。