一种吸声结构的制作方法

1.本申请涉及消音减噪技术领域，特别涉及一种吸声结构。


背景技术：

2.户内变电站的主要噪声源为主变压器，设置在主变室土建厂房内。通常主变室的墙面为光滑壁面，内部混响声较为严重，从而造成向外界声环境辐射的噪声源强度变大。
3.城市户内站变压器噪声在100hz及其谐波位置均存在主观可感知的有调声。其中，中高频(300hz以上)有调声通过传统的多孔吸声材料的吸声降噪效果明显，但针对100hz和200hz有调声，传统的多孔吸声材料的吸声降噪效果相对较差。通过在户内变电站周边敏感点进行噪声测试中发现，在100hz和200hz存在较为明显的人耳可感知的低频有调声，因此降低声源位置的100hz和200hz低频有调声是改善敏感点声环境质量的主要途径之一。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本申请的目的在于提供一种吸声结构，有效地解决了现有技术中存在无法很好地降低声源位置的100hz和200hz低频有调声的技术问题。
5.为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：
6.一种吸声结构，包括盒体、阻性吸声层和抗性吸声层；
7.所述阻性吸声层由多孔吸声材料制成；
8.所述抗性吸声层内设有亥姆霍兹共鸣腔阵列；
9.所述阻性吸声层和所述抗性吸声层均安装于所述盒体内；
10.所述盒体的第一面上设有多个通孔；
11.所述阻性吸声层设置于所述抗性吸声层与所述盒体的第一面之间。
12.优选地，在上述的吸声结构中，所述亥姆霍兹共鸣腔阵列具体由8行8列共64个阵元构成。
13.优选地，在上述的吸声结构中，所述抗性吸声层的尺寸为长400mm、宽400mm、高120mm；
14.各个所述阵元的尺寸为长50mm、宽50mm、高120mm。
15.优选地，在上述的吸声结构中，各个所述阵元的开口孔径为5.0mm～15.0mm；各个所述阵元的开口径长为3.0mm～30.0mm。
16.优选地，在上述的吸声结构中，第一行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为7.0mm、14.0mm、9.0mm、6.5mm、6.0mm、12.0mm、6.5mm、12.0mm；
17.第二行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为6.5mm、6.0mm、10.0mm、11.0mm、15.0mm、5.5mm、11.0mm、9.5mm；
18.第三行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为11.5mm、11.0mm、7.0mm、11.0mm、12.0mm、7.0mm、9.5mm、5.5mm；
19.第四行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为12.0mm、6.0mm、6.0mm、7.0mm、
10.0mm、5.5mm、10.0mm、6.0mm；
20.第五行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为7.0mm、6.5mm、12.0mm、7.5mm、5.0mm、6.0mm、5.5mm、6.5mm；
21.第六行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为6.0mm、9.5mm、6.5mm、6.0mm、11.0mm、6.0mm、6.0mm、5.5mm；
22.第七行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为13.0mm、13.0mm、6.0mm、7.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、6.0mm；
23.第八行的各个所述阵元的开口孔径依次具体为6.0mm、7.0mm、6.5mm、6.0mm、5.0mm、5.0mm、6.0mm、10.0mm。
24.优选地，在上述的吸声结构中，第一行的各个所述阵元的开口径长依次具体为27.0mm、24.5mm、10.0mm、23.0mm、26.0mm、27.0mm、28.0mm、15.5mm；
25.第二行的各个所述阵元的开口径长依次具体为27.0mm、27.0mm、13.5mm、24.0mm、27.0mm、28.0mm、23.0mm、14.0mm；
26.第三行的各个所述阵元的开口径长依次具体为19.5mm、26.0mm、28.0mm、28.0mm、20.0mm、27.0mm、11.0mm、27.0mm；
27.第四行的各个所述阵元的开口径长依次具体为27.0mm、28.0mm、27.0mm、28.0mm、19.0mm、26.0mm、10.0mm、27.0mm；
28.第五行的各个所述阵元的开口径长依次具体为4.0mm、27.0mm、22.0mm、5.0mm、25.0mm、26.0mm、26.5mm、27.0mm；
29.第六行的各个所述阵元的开口径长依次具体为26.0mm、9.0mm、28.0mm、27.0mm、25.0mm、27.0mm、28.0mm、25.0mm；
30.第七行的各个所述阵元的开口径长依次具体为21.0mm、22.0mm、28.0mm、27.0mm、26.0mm、24.0mm、3.0mm、28.0mm；
31.第八行的各个所述阵元的开口径长依次具体为27.0mm、28.0mm、28.0mm、22.0mm、25.0mm、28.0mm、26.0mm、24.0mm。
32.优选地，在上述的吸声结构中，所述抗性吸声层的材质具体为硅橡胶、阻燃聚乙烯塑料。
33.优选地，在上述的吸声结构中，所述多孔吸声材料具体为500hz以上频带平均吸声系数不低于0.85，且厚度为25mm～50mm的纤维材料。
34.优选地，在上述的吸声结构中，所述阻性吸声层的外周包覆有护面布。
35.优选地，在上述的吸声结构中，所述盒体由金属材质制成。
36.与现有技术相比，本申请的有益效果是：
37.本申请提供了一种吸声结构，包括盒体、阻性吸声层和抗性吸声层；所述阻性吸声层由多孔吸声材料制成；所述抗性吸声层内设有亥姆霍兹共鸣腔阵列；所述阻性吸声层和所述抗性吸声层均安装于所述盒体内；所述盒体的第一面上设有多个通孔；所述阻性吸声层设置于所述抗性吸声层与所述盒体的第一面之间。本申请由设置在外侧的阻性吸声层和设置在内侧的抗性吸声层共同形成双层吸声结构，其中多孔吸声材料制成的阻性吸声层可有效降低户内变电站主变室内的变压器和冷却风机噪声中的中高频混响声；而设置有亥姆霍兹共鸣腔阵列的抗性吸声层可以针对户内变电站较难控制的100hz和200hz低频有调声
进行特殊“消峰”设计，频率针对性较强，不仅可以在100hz和200hz频率位置的正入射吸声系数均能达到0.9以上，而且还可以在100hz和200hz两个三分之一倍频带提供超过相邻频带(100hz的相邻频带为80hz和125hz，200hz的相邻频带为160hz和250hz)3db～5db以上的吸声降噪量，有效降低低频有调声的混响声，有效地解决了现有技术中存在无法很好地降低声源位置的100hz和200hz低频有调声的技术问题。
附图说明
38.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
39.图1为本申请实施例提供的一种吸声结构的结构示意图；
40.图2为本申请实施例提供的一种吸声结构的抗性吸声层的透视图；
41.图3为本申请实施例提供的一种吸声结构的亥姆霍兹共鸣腔阵列的各个单元的孔径表；
42.图4为本申请实施例提供的一种吸声结构的亥姆霍兹共鸣腔阵列的各个单元的孔长表；
43.图5为本申请实施例提供的一种吸声结构的亥姆霍兹共鸣腔阵列正入射吸声系数曲线图。
44.图中：
45.101为盒体、102为阻性吸声层、103为抗性吸声层。
具体实施方式
46.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
47.在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
49.户内变电站的主要噪声源为主变压器，设置在主变室土建厂房内。通常主变室的墙面为光滑壁面，内部混响声较为严重，从而造成向外界声环境辐射的噪声源强度变大。城
市户内站变压器噪声在100hz及其谐波位置均存在主观可感知的有调声。其中，中高频(300hz以上)有调声通过传统的多孔吸声材料的吸声降噪效果明显，但针对100hz和200hz有调声，传统的多孔吸声材料的吸声降噪效果相对较差。通过在户内变电站周边敏感点进行噪声测试中发现，在100hz和200hz存在较为明显的人耳可感知的低频有调声，因此降低声源位置的100hz和200hz低频有调声是改善敏感点声环境质量的主要途径之一。本实施例提供了一种吸声结构，有效地解决了现有技术中存在无法很好地降低声源位置的100hz和200hz低频有调声的技术问题。
50.请参阅图1
‑
图2，本申请实施例提供了一种吸声结构，包括盒体101、阻性吸声层102和抗性吸声层103；阻性吸声层102由多孔吸声材料制成；抗性吸声层103内设有亥姆霍兹共鸣腔阵列；阻性吸声层102和抗性吸声层103均安装于盒体101内；盒体101的第一面上设有多个通孔；阻性吸声层102设置于抗性吸声层103与盒体101的第一面之间。
51.更具体地说，在安装时，盒体101的第一面位于盒体101朝向室内声源一侧，阻性吸声层102平贴于抗性吸声层103上，也就是多孔吸声材料平贴于亥姆霍兹共鸣腔阵列的表面；抗性吸声层103所采用的亥姆霍兹共鸣腔阵列是由颈内空气有效质量和腔体内空气弹性组成的一维振动系统，因而对作用声波有共振现象，其共振频率为：
52.式中，f0是亥姆霍兹共鸣器的共振频率，c是声速，s是颈或开口的截面积，d是颈或开口的直径，l是颈的长度，v是腔体的容积。
53.本实施例由设置在外侧的阻性吸声层102和设置在内侧的抗性吸声层103共同形成双层吸声结构，其中多孔吸声材料制成的阻性吸声层102可有效降低户内变电站主变室内的变压器和冷却风机噪声中的中高频混响声；而设置有亥姆霍兹共鸣腔阵列的抗性吸声层103可以针对户内变电站较难控制的100hz和200hz低频有调声进行特殊“消峰”设计，频率针对性较强，不仅可以在100hz和200hz频率位置的正入射吸声系数均能达到0.9以上，而且还可以在100hz和200hz两个三分之一倍频带提供超过相邻频带(100hz的相邻频带为80hz和125hz，200hz的相邻频带为160hz和250hz)3db～5db以上的吸声降噪量，有效降低低频有调声的混响声，有效地解决了现有技术中存在无法很好地降低声源位置的100hz和200hz低频有调声的技术问题。
54.进一步地，在本实施例中，亥姆霍兹共鸣腔阵列具体由8行8列共64个阵元构。
55.进一步地，在本实施例中，抗性吸声层103的尺寸为长400mm、宽400mm、高120mm；各个阵元的尺寸为长50mm、宽50mm、高120mm。
56.进一步地，在本实施例中，各个阵元的开口孔径为5.0mm～15.0mm；各个阵元的开口径长为3.0mm～30.0mm。
57.进一步地，在本实施例中，请参阅图2和图3，第一行的各个阵元的开口孔径依次具体为7.0mm、14.0mm、9.0mm、6.5mm、6.0mm、12.0mm、6.5mm、12.0mm；第二行的各个阵元的开口孔径依次具体为6.5mm、6.0mm、10.0mm、11.0mm、15.0mm、5.5mm、11.0mm、9.5mm；第三行的各个阵元的开口孔径依次具体为11.5mm、11.0mm、7.0mm、11.0mm、12.0mm、7.0mm、9.5mm、5.5mm；第四行的各个阵元的开口孔径依次具体为12.0mm、6.0mm、6.0mm、7.0mm、10.0mm、5.5mm、10.0mm、6.0mm；第五行的各个阵元的开口孔径依次具体为7.0mm、6.5mm、12.0mm、7.5mm、5.0mm、6.0mm、5.5mm、6.5mm；第六行的各个阵元的开口孔径依次具体为6.0mm、
9.5mm、6.5mm、6.0mm、11.0mm、6.0mm、6.0mm、5.5mm；第七行的各个阵元的开口孔径依次具体为13.0mm、13.0mm、6.0mm、7.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、6.0mm；第八行的各个阵元的开口孔径依次具体为6.0mm、7.0mm、6.5mm、6.0mm、5.0mm、5.0mm、6.0mm、10.0mm。
58.更具体地说，图2的a1b1代表位于第一行第一列的阵元的开口，a1b8代表第一行第八列的第一阵元的开口，a6b1代表位于第六行第一列的阵元的开口，a6b8代表第六行第八列的阵元的开口，按照以上排序规律可以得到图2的各个阵元的排序方式。
59.进一步地，在本实施例中，请参阅图2和图4，第一行的各个阵元的开口径长依次具体为27.0mm、24.5mm、10.0mm、23.0mm、26.0mm、27.0mm、28.0mm、15.5mm；第二行的各个阵元的开口径长依次具体为27.0mm、27.0mm、13.5mm、24.0mm、27.0mm、28.0mm、23.0mm、14.0mm；第三行的各个阵元的开口径长依次具体为19.5mm、26.0mm、28.0mm、28.0mm、20.0mm、27.0mm、11.0mm、27.0mm；第四行的各个阵元的开口径长依次具体为27.0mm、28.0mm、27.0mm、28.0mm、19.0mm、26.0mm、10.0mm、27.0mm；第五行的各个阵元的开口径长依次具体为4.0mm、27.0mm、22.0mm、5.0mm、25.0mm、26.0mm、26.5mm、27.0mm；第六行的各个阵元的开口径长依次具体为26.0mm、9.0mm、28.0mm、27.0mm、25.0mm、27.0mm、28.0mm、25.0mm；第七行的各个阵元的开口径长依次具体为21.0mm、22.0mm、28.0mm、27.0mm、26.0mm、24.0mm、3.0mm、28.0mm；第八行的各个阵元的开口径长依次具体为27.0mm、28.0mm、28.0mm、22.0mm、25.0mm、28.0mm、26.0mm、24.0mm。
60.更具体地说，请参阅图3
‑
图4，本实施例的抗性吸声层103的各个阵元开口的孔径和径长采用相对应的数值，然后通过不同频率的噪音对本实施例的抗性吸声层103进行实验，可以得到图5的实验结果，从图5可知本实施例的抗性吸声层103可以在对100hz和200hz的噪音具有很好的消音减噪效果，并相对传统的纯阻性吸声降噪原理来讲有着明显的“消峰”优势，而且还可以在100hz和200hz两个三分之一倍频带(100hz的相邻频带为80hz和125hz，200hz的相邻频带为160hz和250hz)同样具有良好的消音减噪效果。
61.进一步地，在本实施例中，抗性吸声层103的材质具体为硅橡胶、阻燃聚乙烯塑料等，材料单体防火等级b1级以上，通过阻抗匹配设计使得吸声系数在100hz和200hz频段内获得最优解。
62.进一步地，在本实施例中，多孔吸声材料具体为500hz以上频带平均吸声系数不低于0.85，且厚度为25mm～50mm的纤维材料，这样设置使得满足要求的多孔吸声材料应具有较好的中高频吸声特性。
63.更具体地说，多孔吸声材料可以采用50mm厚玻璃棉，容重48kg/m3；也可以采用25mm厚岩棉，容重80kg/m3，无论多孔吸声材料采用厚玻璃棉还是厚岩棉均可以具有较好的中高频吸声特性。
64.进一步地，在本实施例中，阻性吸声层102的外周包覆有护面布，护面布可以为玻璃纤维布、无纺布等，护面布和多孔吸声材料组成整体填充在盒体101内。通过护面布的设置可以包覆纤维材料制成的多孔吸声材料，从而起到防止纤维泄露的作用。
65.进一步地，在本实施例中，盒体101由金属材质制成，盒体101的第一面为金属穿孔护面板，金属穿孔护面板位于面向室内声源一侧。
66.本实施例的有益效果：(1)通过亥姆霍兹共鸣腔抗性吸声理论设计的吸声结构，可有效降低户内变电站主变室内“扰民”程度最高的100hz和200hz低频有调声混响声能；(2)
基于多孔吸声材料的阻性吸声层102和基于亥姆霍兹共鸣腔的抗性吸声层103层叠布置，可以在有效降低户内变电站主变室内“扰民”程度最高的100hz和200hz有调声混响声能的前提下，还可以对主变室内噪声源中的中高频混响成分进行消除。
67.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
68.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。