一种宽频吸声结构的制作方法

本实用新型属于吸声技术领域，具体涉及一种宽频吸声结构。

背景技术：

噪声是频率分量丰富的声波，包括中、高、低三种频域，是一种机械能。噪声污染对人的听力、生理甚至心理带来极大损害，已经成为工作、生活及出行中亟需解决的问题。因此，生活中常采用吸声结构(或吸声材料)对噪声进行吸声降噪。对于噪声的中、高频域而言，由于中、高频域，声波与吸声结构(或吸声材料)产生的摩擦较为剧烈，以使得声波较大程度的损耗，从而对中高频域的噪声具有较好的吸声效果；对于低频域的噪声而言，由于低频波长较长，声波与吸声结构(或吸声材料)产生的摩擦相对较弱，因此，如何提高低频噪声的降噪能力是工程上的较难解决的问题。

现有技术中，通常采用以下两种方式进行低频吸声降噪：第一种，采用棉、麻或聚氨酯泡沫等常用的吸声材料进行低频吸声降噪。低频的声波从吸声材料微孔进入材料内部引起空隙中空气的振动。由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的摩擦和热传导作用等，使得一部分声能能够转化为热能而被损耗，从而达到吸声的目的。然而，由于吸声材料的摩擦和热传导作用比较微弱，因此应用于低频吸声时的吸声效率很低；另一方面，采用共振吸声结构进行低频吸声。当声波的频率与共振吸声结构的自振频率一致时，声波与共振吸声结构发生共振，共振吸声结构在声波的作用下振幅达到最大，从而消耗声能，达到吸声的目的。然而，为了取得较好的低频吸声效果，通常需要增加结构的厚度以增大接触面积，由此会导致体积和重量过大，同时吸声的低频频域仅限制在共振频率附近，因此其吸声频域较窄。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型希望提出一种体积小，针对低频噪声的吸声效果良好的一种宽频吸声结构。

根据本实用新型的宽频吸声结构，包括：壳体，壳体内形成有吸声腔体，壳体上形成有连通吸声腔体与外部环境的开口，开口上密封固定有用于噪声输入的穿孔板或薄膜；形成在吸声腔体内的多个独立的子吸声腔体，各子吸声腔体上均设有用于吸声腔体内的噪声输入的穿孔板或薄膜；其中，各子吸声腔体构造为腔体的大小不同，以使得外部环境的噪声进入吸声腔体，并进入各子吸声腔体后，能够通过各子吸声腔体的不同大小的腔体吸收对应频率段的噪声，以实现噪声的宽频吸声。

进一步地，开口上固定有用于噪声输入的薄膜，以使得吸声腔体构造为密闭腔体。

进一步地，吸声腔体内平行且间隔设置有至少一个第一隔板，第一隔板的边缘与壳体密封连接，第一隔板构造为穿孔板或薄膜，子吸声腔体由吸声腔体经第一隔板分隔而成。

进一步地，子吸声腔体内平行且间隔设置有至少一个第二隔板，第二隔板垂直连接于第一隔板与壳体密封连接，第二隔板构造为穿孔板或薄膜，以将子吸声腔体进一步分隔成多个子腔体。

进一步地，壳体内相对设置有两个子吸声腔体，子吸声腔体由平行且间隔设置的两个第一隔板和成夹角连接两个第一隔板的第二隔板组成，第一隔板的一端与壳体密封连接，另一端与第二隔板相连，第一隔板构造为实体板或薄膜，第二隔板构造为穿孔板。

进一步地，壳体内相对设置有两个子吸声腔体，子吸声腔体由平行且间隔设置的两个第一隔板和成夹角连接两个第一隔板的第二隔板组成，第一隔板的一端与壳体密封固定连接，另一端与第二隔板固定连接，其中，一个子吸声腔体的第一隔板构造为包括穿孔板和实体板，另一个子吸声腔体的第二隔板构造为穿孔板，两个子吸声腔体的穿孔板交错设置。

进一步地，子吸声腔体内与第一隔板间隔且平行设置有至少一个第三隔板，第三隔板的边缘与壳体的内壁和第二隔板固定连接，第三隔板构造为实体板或者薄膜，第三隔板将子吸声腔体分隔成多个子腔体。

进一步地，子吸声腔体构造为：开口上密封固定有实体板部，实体板部上形成有与吸声腔体连通的声音入射孔，吸声腔体内平行且间隔设置有两个薄膜，两个薄膜垂直密封连接于实体板部和壳体，声音入射孔位于两个薄膜之间。

进一步地，壳体的与开口相对的一端设置成用于与外部固定基础密封连接的通口或者壳体的与开口相对的一端密封连接有密封板。

进一步地，壳体设置成由钢板制成，薄膜设置成由橡胶材料制成，穿孔板由铝板制成。

与现有技术相比，本实用新型的宽频吸声结构具有以下优点：

1)通过在吸声腔体内分隔出多个子吸声腔体，且各子吸声腔体构造为腔体大小不同使得各个子吸声腔体作为不同的共振单元，具有不同的共振频率，当噪声进入各子吸声腔体后，各子吸声腔体能够吸收更多不同频率段的噪声，同时各子吸声腔体之间相互耦合，即不同频率的共振单元相互干涉，进一步拓展了宽频吸声结构的吸声频带的宽度，提高了吸声效率。尤其针对低频噪声具有明显的吸声效果；

2)由于无需像现有技术中在宽频吸声结构中添加如棉、麻等多孔材料提高吸声效率，因此并没有增大宽频吸声结构的体积，结构更加紧凑，厚度更小。

附图说明

图1为根据本实用新型的宽频吸声结构的第一实施例的左侧截面示意图；

图2为根据本实用新型的宽频吸声结构的第二实施例的左侧截面示意图；

图3为根据本实用新型的宽频吸声结构的第三实施例的左侧截面示意图；

图4为根据本实用新型的宽频吸声结构的第四实施例的左侧截面示意图；

图5为根据本实用新型的宽频吸声结构的第五实施例的左侧截面示意图；

图6为根据本实用新型的宽频吸声结构的第六实施例的左侧截面示意图；

图7为根据本实用新型的宽频吸声结构的第七实施例的爆炸图；

图8为图7所示的子吸声腔体的爆炸图；

图9为根据本实用新型的宽频吸声结构的第八实施例的左侧截面示意图；

图10为根据本实用新型的宽频吸声结构的第九实施例的左侧截面示意图；

图11为根据本实用新型的宽频吸声结构的第十实施例的左侧截面示意图；

图12为图11所示的宽频吸声结构的b处的结构示意图；

图13为根据本实用新型的宽频吸声结构的第十一实施例的左侧截面示意图；

图14为根据本实用新型的宽频吸声结构的第十二实施例的爆炸图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的宽频吸声结构做进一步详细的描述。

图1-14示出了根据本实用新型的宽频吸声结构100的不同实施例的结构。以图1为例，本实用新型实施例的宽频吸声结构100包括：壳体1，壳体1内形成有吸声腔体11，壳体1上形成有连通吸声腔体11与外部环境的开口12，开口12上密封固定有用于噪声输入的穿孔板或薄膜；形成在吸声腔体11内的多个独立的子吸声腔体111，各子吸声腔体111上均设有用于吸声腔体11内的噪声输入的穿孔板或薄膜；其中，各子吸声腔体111构造为腔体的大小不同，以使得外部环境的噪声进入吸声腔体11，并进入各子吸声腔体111后，能够通过各子吸声腔体111的不同大小的腔体吸收对应频率段的噪声，以实现噪声的宽频吸声。

本实施例的宽频吸声结构100在使用时，外部的噪声能够从壳体1的开口12进入到壳体1内的吸声腔体11中，并经穿孔板或薄膜进入到壳体1内的子吸声腔体111中。当入射声波的频率接近子吸声腔体111的共振频率时，开口12处的空气柱产生强烈振动，由于粘滞阻尼和导热的作用，会使声能消耗，具有明显的吸声作用。

通过上述设置，本实施例的宽频吸声结构100通过在吸声腔体11内分隔出多个子吸声腔体111，且各子吸声腔体111构造为腔体大小不同，一方面，使得通过设置不同腔体大小的子吸声腔体111、使得子吸声腔体111作为不同的共振单元，具有不同的共振频率，当噪声进入各子吸声腔体111后，各子吸声腔体111能够吸收更多不同频率段的噪声，同时各子吸声腔体111之间相互耦合，即不同频率的共振单元相互干涉，进一步拓展了宽频吸声结构100的吸声频带的宽度，提高了吸声效率。尤其针对低频噪声具有明显的吸声效果；另一方面，由于无需像现有技术中在宽频吸声结构100中添加如棉、麻等多孔材料提高吸声效率，因此并没有增大宽频吸声结构100的体积，结构更加紧凑，厚度更小。其中，共振频率是指一物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形；此一特定频率称之为共振频率。当声波的频率在子吸声腔体111的共振频率附近时，子吸声腔体111对声波的吸收能力更高，又因为在共振频率下的振幅会达到最大，因此由各子吸声腔体111形成的宽频吸声结构100对于低频噪声的吸收效果更好。

在一个优选的实施方式中，如图1所示，根据本实用新型实施例的宽频吸声结构100，开口12上可固定有用于噪声输入的薄膜，以使得吸声腔体11构造为密闭腔体。通过该设置，使得壳体1的开口12处被薄膜密封，一方面，使得开口12处的薄膜作为一个共振单元能够与同样作为共振单元的吸声腔体11相互耦合，拓展宽频吸声结构100的吸声频带的宽度，提高了吸声效率；另一方面，薄膜也可防止外部环境的灰尘和粉屑从开口12进入吸声结构100中，从而使得本实用新型实施例的宽频吸声结构100具有更好的防尘效果，进而能够避免对吸声过程造成影响或干扰。

在如图1所示的第一实施例和图2所示的第二实施例中，吸声腔体11内可平行且间隔设置有至少一个第一隔板13a，第一隔板13a的边缘可与壳体1密封连接，第一隔板13a可构造为穿孔板或薄膜，子吸声腔体111由吸声腔体11经第一隔板13a分隔而成。通过该设置，可形成多个子吸声腔体111，各个子吸声腔体形成为在沿如图1所示的声音入射方向a的路径上依次分布，便于充分吸收从开口12传递至壳体1内的噪声。在图1所示的第一实施例中，多个第一隔板13a包括穿孔板和薄膜，穿孔板上设置有大小不同的穿孔，多个第一隔板13将吸声腔体11分隔成多个大小不同的子吸声腔体111；在如图2所示的第二实施例中，一个第一隔板13a将吸声腔体11分隔成两个第一子吸声腔体111，该第一隔板13a设置成穿孔板，穿孔板上的穿孔能够连通相邻的两个第一子吸声腔体111，穿孔板与子吸声腔体111共振，能够在共振频率附近大幅度消耗声波，吸收大量声能，有效吸声。

在如图3所示的第三实施例的宽频吸声结构100中，子吸声腔体111内可平行且间隔设置有至少一个第二隔板14a，第二隔板14a可垂直连接于第一隔板13a与壳体1密封连接，第二隔板14a可构造为穿孔板或薄膜，以将子吸声腔体111进一步分隔成多个子腔体112。通过该设置，使得第一子吸声腔体111可进一步被分隔成子腔体112，从而形成更多的具有不同共振频率的共振单元，吸收不同频率的声波，更多的共振单元相互耦合可拓展宽频吸声结构100的吸声频带的宽度，提高吸声效率。如图3所示的第三实施例是在如图2所示的第二实施例的基础上将其中远离开口12的一个子吸声腔体111通过多个第二隔板14a分隔成多个子腔体112，其中，穿孔板的穿孔对应各个子腔体112。

在如图4所示的第四实施例、如图5所示的第五实施例以及如图6所示的实施例中，壳体1内可相对设置有两个子吸声腔体111，子吸声腔体111可由平行且间隔设置的两个第一隔板13b和成夹角连接两个第一隔板13b的第二隔板14b组成，第一隔板13b的一端与壳体1可密封连接，另一端与第二隔板14b相连，第一隔板13b可构造为实体板或薄膜，第二隔板14b可构造为穿孔板。通过该设置，使得多个子吸声腔体111间隔设置，相邻的两个子吸声腔体111之间形成为狭缝16(这里所说的“狭缝”是指，狭缝面积与狭缝所在面的整体面积比在15％-20％以下)，狭缝16也可形成为一个共振单元，当声波传递至狭缝16处后可通过摩擦、热传导的方式消耗机械能，达到吸声作用。在如图4-图6所示的实施例中，与开口12相对的另一端和与其相邻的第一隔板13b之间也可形成为狭缝，第二隔板14b构造成穿孔板，相对的两个子吸声腔体111的第二隔板14b上的穿孔相对，相对的穿孔能够形成用于连通相邻两个子吸声腔体111的通道，声波在传递到穿孔时与穿孔的内壁摩擦，消耗能量。在如图5所示的实施例中，第二隔板14b与各第一隔板13b形成锐角，这使得子吸声腔体111构造为梯形腔室，便于将其进一步分隔成不同大小的腔室。在如图6所示的实施例中，第一隔板13b构造成薄膜，薄膜作为一个共振单元，声波在传递到薄膜处时，可在薄膜的共振频率附近产生大量的剪切损耗，从而消耗声能；第一隔板13b均设置成薄膜可增大薄膜的数量，提高吸声效率。

在如图7和图8所示的第七实施例中，壳体1可内相对设置有两个子吸声腔体111，子吸声腔体111可由平行且间隔设置的两个第一隔板13c和成夹角连接两个第一隔板13c的第二隔板14c组成，第一隔板14c的一端可与壳体1密封固定连接，另一端可与第二隔板14c固定连接，其中，一个子吸声腔体111的第一隔板13c可构造为包括穿孔板和实体板，另一个子吸声腔体111的第二隔板14c可构造为穿孔板，两个子吸声腔体111的穿孔板可交错设置。通过该设置，使得声波传递到吸声腔体11后，能够与不同方向的穿孔板上的穿孔摩擦，有利于充分吸收各个方向的声波。其中，相邻的子吸声腔体111之间以及子吸声腔体111与壳体1的内壁之间也可形成狭缝以形成更多的共振单元，拓展吸声频带的宽度，提高吸声效率。

在如图7和图8所示的第七实施例的宽频吸声结构100中，子吸声腔体111还可构造为盒体，盒体内形成多个腔体，该盒体可以由亚克力材料制成，以具有良好的经济性和较大的强度，以确保其具有较长的使用寿命。

在如图5-图8的实施例中，子吸声腔体111内可与第一隔板13间隔且平行设置有至少一个第三隔板15，第三隔板15的边缘可与壳体1的内壁和第二隔板14固定连接，第三隔板15可构造为实体板或者薄膜，第三隔板15可将子吸声腔体111分隔成多个子腔体112。通过该设置，使得子吸声腔体111可分隔形成为多个子腔体112，每个子腔体112作为一个共振单元，能够吸收更多频率的声波，拓展宽频吸声结构100的吸声频带的宽度，同时各个共振单元之间可以相互耦合，进一步拓展宽频吸声结构100的吸声频带的宽度，提高吸声效率。在如图5所示的第五实施例和如图7所示的第七实施例中，第三隔板15构造成实体板，在如图6所示的第六实施例中，第三隔板15构造成薄膜。

需要注意的是，为区别不同实施例中的第一隔板13和第二隔板14，在本文中将以13a、13b以及13c…这种方式区分第一隔板13；同样地，以14a、14b以及14c…这种方式区分第二隔板14；这里所说的第一隔板13包括不同实施例中的第一隔板13a、第一隔板13b、第一隔板13a…；第二隔板14包括不同实施例中的第二隔板14a、第二隔板14b、第二隔板14c…。

在如图9所示的第八实施例中和图10所示的第九实施例中，子吸声腔体111可构造为：开口12上可密封固定有实体板部121，实体板部121上可形成有与吸声腔体11连通的声音入射孔122，吸声腔体11内可平行且间隔设置有两个薄膜，两个薄膜可垂直密封连接于实体板部121和壳体1，声音入射孔122可位于两个薄膜之间。通过该设置，使得密封固定在开口12上的穿孔板部121可防止外部环境的灰尘和粉屑从开口12进入吸声结构100中，从而使得本实施例的宽频吸声结构100具有更好的防尘效果，进而能够避免对吸声过程造成影响或干扰。如图10所示的第九实施例是在如图9所示的第八实施例的基础上通过一个第二隔板14d将每个子吸声腔体111分隔成两个子腔体112以形成更多的共振单元，吸收更多频率的噪声，其中，第二隔板14d构造成穿孔板。当然，第二隔板14d的数量不作具体限定，使用者可以根据需求设置不同数量的第二隔板14d。

根据本实用新型实施例的宽频吸声结构100，壳体1的与开口12相对的一端可设置成用于与外部固定基础密封连接的通口或者壳体1的与开口12相对的一端可密封连接有密封板18。即如图9、图10所示，薄膜的一端与实体板部121连接，另一端的与壳体1连接的部位可以是通口或者密封板18。在如图9所示的第八实施例和如图10所示的第九实施例中，开口12处密封固定有实体板部121和薄膜，壳体1的与开口12相对的一端密封连接有密封板18，因此该实施例的宽频吸声结构100形成为一个密封结构，可以根据需要设置在任何位置；而在其他实施例中，壳体1的与开口12相对的一端设置成与外部固定基础密封连接的通口，宽频吸声结构100在安装时，需要将宽频吸声结构100贴附在如墙面等的外部固定基础上，或者使用螺栓等安装固定部件与外部固定基础连接，连接方式可以是固定连接或者可拆卸连接，使用者可根据不同要求采用不同的安装方式，在此不作具体限定。当然，其他实施例中壳体1的与开口12相对的一端也可以设置成密封连接有密封板18，以使得宽频吸声结构100能够适用于所有使用场合。

在如图11和图12所示的第十实施例中，当第一隔板13d设置成穿孔板时，相邻的穿孔板上可形成有从其中一个穿孔板延伸至另一个穿孔板的吸声通道17，吸声通道17可连通不相邻的两个子吸声腔体111。由于每一个子吸声腔体111均为一个共振单元，通过该设置，使得不相邻的两个子吸声腔体111能够产生耦合，从而形成全新的共振单元，扩展宽频吸声结构100的吸声频带的宽度，同时该全新的共振单元还可以与其他共振单元继续耦合。

根据本实用新型的宽频吸声结构100，壳体1可设置成由钢板制成，薄膜可设置成由橡胶材料制成，穿孔板可由铝板制成。通过该设置，使得壳体1与穿孔板均具有较大的强度、较好的经济性以及更长的使用寿命，可使用在多种场合；还可使得薄膜具有弹性，在声波传递至薄膜后，薄膜可产生形变和振动，有利于消耗声能，提高吸声效率。

根据本实施例的宽频吸声结构100，薄膜的表面可贴附有至少一个质量体。以开口12密封固定薄膜，声波穿过开口12为例进行说明，通过该设置，使得当声波传递至薄膜后，薄膜带动质量体振动，在薄膜的共振频率附近产生大量的剪切损耗，从而消耗能量，吸收声能。其中，质量体也可以设置在薄膜内部，调节质量体的质量可调节薄膜的共振频率。

本实用新型实施例的宽频吸声结构100中设置的穿孔板上设置有多个穿孔，如图13所示，穿孔可设置成多排排列，每一排的穿孔的大小和长度均不同，穿孔和与其相邻的吸声腔体也可形成共振单元，在共振频率处大幅度消耗声波，吸收大量的入射声能。通过设置不同大小和长度的穿孔可调节共振单元的共振频率；第一隔板13可以是如上述实施例的在壳体1内竖直设置，也可以在壳体1内形成夹角设置，第二隔板14可以是如上述实施例的在壳体1内横向设置，也可以在壳体1内成夹角设置。

需要说明的是，本实施例中的宽频吸声结构100的壳体1的形状并不局限于如图1所示的矩形，也可以是如图14所示的圆形或其他形状，在此不作具体限定，无论是什么形状的宽频吸声结构100都是通过形成多个不同的共振单元吸收声能，应用在低频吸声领域的效果显著，但不局限于针对低频噪声吸声，也可应用于中高频噪声吸声领域；同时不同的共振单元之间还可互相耦合，拓展吸声的频带宽度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。