[发明专利]穿孔板结构及应用该结构的变截面弯折空腔的低频宽带吸声装置

说明书

本发明涉及穿孔板结构及应用该结构的变截面弯折空腔的低频宽带吸声装置，穿孔板结构使得声波首先通过穿亚毫米至毫米级孔，再在空腔内进行弯折传输，其将弯折空腔和微穿孔板耦合来设计宽频带超薄吸声体，传统的穿孔板在较高频段内有高效的吸收效率，弯折空腔具有减小结构厚度的优势。对空腔进行弯折设计，使得吸声体的厚度显著减小，并增强低频的吸收性能，拓宽吸收带宽。

技术领域

本发明属于低频吸声降噪领域，特别涉及穿孔板结构及应用该结构的变截面弯折空腔的低频带宽吸声超装置。

背景技术

低频声波的穿透性强，普通材料的固有损耗弱，低频的降噪一直是具有挑战性的问题。根据经典的声学理论,多孔材料和微穿孔板吸声体通常具有与工作波长相当的结构厚度，在设计传统背衬空腔的微穿孔板吸声器时，在低频(500Hz)范围内其厚度大于5cm，容易受到空间制约。

近年来声学超材料的概念为低频吸声器提供了新思路，Wu发表在AppliedPhysics Letters期刊中的文章Low-frequency sound absorption of hybrid absorberbased on micro-perforated panel and coiled-up channels，其设计重点是降低吸声峰值，从而没有考虑元胞结构的吸声带宽，在专利CN110767207A中，设计出盘绕型多吸收峰的低频吸声器，在417Hz有吸收峰值，其吸收系数超过0.98，但是绝对带宽较窄(＜100Hz)。在专利号为CN 110176223A中，设计出任意形状迷宫型低频吸声装置，可以实现吸声系数的绝对带宽为100Hz，但此时的共振频率较高，为800Hz。在专利号为CN112185327A中，设计出嵌套式微缝低频吸声单元，可以实现宽频带吸声，但是吸声结构需要层层嵌套且微缝的宽度仅为0.3～3毫米，在实际应用加工中容易产生误差，从而影响吸收带宽。这阻碍了在实际工程中的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术背景下具有宽频带的低频吸声结构太厚，以及相对应的共振频率过高，狭缝宽频带的吸声超结构不易于加工，迷宫型超结构低频吸声频带太窄，的问题，设计出将穿孔板结构和变截面弯折空腔相结合的低频带宽吸声超装置。

本发明的技术方案是：一种穿孔板结构，板体一端开有若干亚毫米至毫米级孔，且该若干亚毫米至毫米级孔均匀排列。

本发明进一步的技术方案是：所述亚毫米至毫米级孔孔径为0.35mm～0.75mm。

本发明进一步的技术方案是：所述板体的总穿孔率为1.8％～6％。

本发明进一步的技术方案是：所述亚毫米至毫米级孔的孔间距为1.26mm～5.00mm。

本发明进一步的技术方案是：变截面弯折空腔的低频带宽吸声超装置，其特征在于，包括壳体、若干第一空腔板和若干第二空腔板，其中若干第一空腔板一端与穿孔板内侧连接，和若干第二空腔板均位于壳体内；所述壳体内部为空腔体且一端开口有一端封闭，穿孔板盖在开口端上，且穿孔板朝向声源，穿孔板上的孔位于壳体一侧；其中一个第一空腔板与穿孔板内侧固定连接，未接触壳体底部，两个板面相处垂直且连接位置为穿孔板上亚毫米至毫米级孔的边界处；若干第二空腔板置于壳体内另一侧，与穿孔板内侧不接触形成间隙，第二空腔板和壳体底部和内壁形成密封；若干第二空腔板和第一空腔板交叉平行放置并留有空隙。

本发明进一步的技术方案是：当声源从亚毫米至毫米级孔进入后，经第一空腔板阻挡垂直向下，之后经过第二空腔板和另一第一空腔板形成的弯折路线后，最终落入离壳体另一侧最近的第二弯折板和壳体另一侧之间，最终能量耗散。

本发明进一步的技术方案是：所述第一空腔板和第二空腔板采用金属材料制成。

本发明进一步的技术方案是：所述壳体的厚度为0.50mm～1.00mm。

本发明进一步的技术方案是：所述隔板厚度为0.50mm～1.00mm。