一种宽频带隔声结构的制作方法

1.本实用新型涉及噪声隔声技术领域，尤其涉及一种宽频带隔声结构。


背景技术：

2.环境噪声污染已成为继大气污染和水污染之后的世界第三大污染。由于环境噪声频率低、频带宽等特点，其治理问题已日益突出。隔声结构受质量密度定律的限制，其厚重体积与隔声性能的矛盾一直是声学研究的难题。采用声子晶体、声学共鸣器实现对低频、宽带环境噪声进行有效控制已成为当前研究的热点。
3.声子晶体是一种具有周期结构的新型功能材料，由于其良好的振动和滤波特性，引起了国内外学者极大的关注。声子晶体能够利用波的基本特性(如散射、干涉)和结构的局域共振特性，在某些频带范围形成完全禁带，阻止这些频带的波在结构中向各个方向的传播。根据带隙产生机理不同声子晶体可以 bragg散射型声子晶体和局域共振型声子晶体两种类型。对于局域共振型声子晶体，适当地匹配其结构参数和材料参数，就可以获得理想的低频带隙，实现对中低频噪声的有效隔绝，这一特性使其具有应用于各类器件和装置中的潜在优势，但需要指出的是，对于局域共振声子晶体，要想获得越低的带隙频率则意味着需要更大的内核质量和更低的弹性层刚度，这一点对工程应用是不利的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、制造方便，可用于隔绝工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的环境噪声的隔声结构。为实现上述目的本实用新型采用如下方案：
5.一种宽频带隔声结构，包括若干个多通道共鸣器和基板，各多通道共鸣器固定在基板上，且所述多通道共鸣器呈周期性排列，以形成二维局域共振声子晶体；所述多通道共鸣器包括腔体和折叠通道，且所述折叠通道设置在腔体的外周。
6.优选的，所述多通道共鸣器的个数为9个，且所述多通道共鸣器阵列排布成大矩形结构。
7.优选的，所述多通道共鸣器的腔体为正方形，且所述腔体位于多通道共鸣器的中心位置。
8.优选的，所述正方形的腔体由四块内隔板围成。
9.优选的，所述折叠通道设置在腔体的四周。
10.优选的，所述折叠通道由内隔板、外隔板和通道隔板包围而成，所述通道隔板的固定端交替分布在多通道共鸣器的内隔板、外隔板上呈蛇形，且所述折叠通道的两端分别连接腔体和外部空间，其中通道隔板数量取决于需要隔绝声波的频率范围。
11.优选的，四块所述内隔板上均开有窄缝，且所述窄缝用于连接腔体与折叠通道。
12.优选的，四个所述窄缝分别位于正方形腔体四角。
13.优选的，所述内隔板、外隔板和通道隔板为亚克力板、铝合金板或钢板中的一种。
14.优选的，所述内隔板边长为55
‑
63mm，所述内隔板壁面厚度为1.0
‑
1.5mm；所述外隔板边长为50
‑
55mm，所述外隔板壁面厚度为1.0
‑
1.5mm；所述通道隔板长度为5
‑
8mm，所述通道隔板厚度为0.8
‑
1.2mm，所述通道隔板间距0.8
‑
1.3mm；所述窄缝宽度为0.8
‑
1.0mm。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.(1)本实用新型通过采用多通道共鸣器为基本单元组成二维局域共振声子晶体，实现了对多个频带噪声的隔绝，克服了共鸣器本身共振频带过于单一的问题。
17.(2)本实用新型通过将多腔共鸣器以阵列形式排布，获得二维局域共振声子晶体，拓宽了隔声频带，实现了宽频隔声。
18.(3)本实用新型整体结构简单、制造方便。
附图说明
19.图1为本实用新型一种宽频带隔声结构的俯视结构示意图；
20.图2为本实用新型一种宽频带隔声结构的主视结构示意图；
21.图3为本实用新型中多通道共鸣器的俯视结构示意图；
22.图4为本实用新型中二维局域共振声子晶体阵列的传递损失曲线；
23.图中标识：1
‑
二维局域共振声子晶体，2
‑
多通道共鸣器，3
‑
基板，4
‑
腔体， 5
‑
折叠通道，6
‑
内隔板，7
‑
外隔板，8
‑
通道隔板，9
‑
外部空间，10
‑
窄缝。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.二维局域共振声子晶体的隔声效果主要受以下因素影响：各多通道共鸣器内通道隔板的数量、间距、厚度和长度；缝隙的宽度等。通过调节和改变上述因素可获得满足频率要求、具有良好宽频带隔声效果的二维局域共振声子晶体。
26.具体实施例1
27.图1为本实用新型一种宽频带隔声结构的俯视结构示意图，并且结合图2 和图3，从中可以看出，本实用新型的一种宽频带隔声结构，以多通道共鸣器为基本组成单元，包括9个多通道共鸣器2和基板3，各多通道共鸣器2固定在基板3上，且多通道共鸣器2呈周期性阵列排布组成3
×
3的大矩形结构，以形成二维局域共振声子晶体1，利用其带隙效应达到隔绝宽频噪声的效果；多通道共鸣器2包括正方形的腔体4和折叠通道5，该正方形腔体4位于多通道共鸣器2 的中心位置，且折叠通道5设置在腔体4的四周，组成阵列后可形成宽频带隙，用于隔绝工业生产、道路交通、建筑施工所带来的环境噪声；该正方形的腔体4 由四块内隔板6围成，折叠通道5由内隔板6、外隔板7和通道隔板8包围而成，内隔板边长为62mm，壁面厚度为1mm，外隔板边长为54mm，壁面厚度为1mm，通道隔板长度为8mm，厚度为1mm，隔板间距1.3mm，通道隔板8的固定端交替分布在多通道共鸣器2的内隔板6、外隔板7上，呈蛇形，折叠通道5的两端分别连接腔体4和外部空间9，在正方形腔体4四角的四块内隔板6上均开有宽为1mm的窄缝10，用于连接腔体4与折叠通道5，在本实施例中，内隔板6、外隔板7和通道隔
板8为亚克力板。
28.具体实施例2
29.图1为本实用新型一种宽频带隔声结构的俯视结构示意图，并且结合图2 和图3，从中可以看出，本实用新型的一种宽频带隔声结构，以多通道共鸣器为基本组成单元，包括9个多通道共鸣器2和基板3，各多通道共鸣器2固定在基板3上，且多通道共鸣器2呈周期性阵列排布组成3
×
3的大矩形结构，以形成二维局域共振声子晶体1，利用其带隙效应达到隔绝宽频噪声的效果；多通道共鸣器2包括正方形的腔体4和折叠通道5，该正方形腔体4位于多通道共鸣器2 的中心位置，且折叠通道5设置在腔体4的四周，组成阵列后可形成宽频带隙，用于隔绝工业生产、道路交通、建筑施工所带来的环境噪声；该正方形的腔体4 由四块内隔板6围成，折叠通道5由内隔板6、外隔板7和通道隔板8包围而成，内隔板边长为63mm，壁面厚度为1.5mm，外隔板边长为55mm，壁面厚度为 1.5mm，通道隔板长度为8mm，厚度为1.2mm，隔板间距1.3mm，通道隔板8 的固定端交替分布在多通道共鸣器2的内隔板6、外隔板7上，呈蛇形，折叠通道5的两端分别连接腔体4和外部空间9，在正方形腔体4四角的四块内隔板6 上均开有宽为1mm的窄缝10，用于连接腔体4与折叠通道5，在本实施例中，内隔板6、外隔板7和通道隔板8为铝合金板。
30.具体实施例3
31.图1为本实用新型一种宽频带隔声结构的俯视结构示意图，并且结合图2 和图3，从中可以看出，本实用新型的一种宽频带隔声结构，以多通道共鸣器为基本组成单元，包括9个多通道共鸣器2和基板3，各多通道共鸣器2固定在基板3上，且多通道共鸣器2呈周期性阵列排布组成3
×
3的大矩形结构，以形成二维局域共振声子晶体1，利用其带隙效应达到隔绝宽频噪声的效果；多通道共鸣器2包括正方形的腔体4和折叠通道5，该正方形腔体4位于多通道共鸣器2 的中心位置，且折叠通道5设置在腔体4的四周，组成阵列后可形成宽频带隙，用于隔绝工业生产、道路交通、建筑施工所带来的环境噪声；该正方形的腔体4 由四块内隔板6围成，折叠通道5由内隔板6、外隔板7和通道隔板8包围而成，内隔板边长为55mm，壁面厚度为1mm，外隔板边长为50mm，壁面厚度为1mm，通道隔板长度为5mm，厚度为0.8mm，隔板间距0.8mm，通道隔板8的固定端交替分布在多通道共鸣器2的内隔板6、外隔板7上，呈蛇形，折叠通道5的两端分别连接腔体4和外部空间9，在正方形腔体4四角的四块内隔板6上均开有宽为0.8mm的窄缝10，用于连接腔体4与折叠通道5，在本实施例中，内隔板 6、外隔板7和通道隔板8为钢板。
32.工作原理：本实用新型的宽频带隔声结构以多通道共鸣器为基本组成单元，将其以阵列的形式进行排布，以获得二维局域共振声子晶体，利用其带隙效应达到隔绝宽频噪声的效果；该多通道共鸣器单元内部具有一个正方形腔体和四个折叠通道，组成阵列后可形成宽频带隙，用于隔绝工业生产、道路交通、建筑施工所带来的环境噪声。将上述实施例中的宽频带隔声结构进行测试和使用，即声波由阵列左侧进入，再由阵列右侧透出，由图4可以发现在155～288hz、 335～735hz、773hz～899hz三个宽带频率范围内传递损失较大，说明了本实用新型的结构可以实现对宽频入射噪声的有效衰减。
33.本实用新型通过采用多通道共鸣器为基本单元组成二维局域共振声子晶体，实现了对多个频带噪声的隔绝，克服了共鸣器本身共振频带过于单一的问题；通过将多腔共鸣器以阵列形式排布，获得二维局域共振声子晶体，拓宽了隔声频带，实现了宽频隔声；整体
结构简单、制造方便。
34.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或更替，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。