吸声结构及吸声装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112669802A(43)申请公布日2021.04.16(21)申请号202011442711.6(22)申请日2020.12.11(71)申请人南京光声超构材料研究院有限公司地址210046江苏省南京市栖霞区南大科学园新兴产业孵化基地3号楼7楼701申请人南京大学(72)发明人陈建栋黄唯纯解龙翔颜学俊钟雨豪钱斯文卢明辉刘乐马仁杰(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司44224代理人宋永慧(51)Int.Cl.G10K11/172(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称吸声结构及吸声装置(57)摘要本申请提供一种吸声结构及吸声装置。吸声结构包括呈蜂窝状的亥姆霍兹共振器阵列，其中，每个亥姆霍兹共振器包括：罩壳，具有相对设置的第一侧和第二侧，第一侧开设有微孔；以及插管，设于罩壳内部，与第一侧连接并向第二侧延伸，插管与微孔共轴，且插管的孔径与微孔的孔径相等；各罩壳的第一侧共同形成吸声结构的声波射入面，且在预设频段内，亥姆霍兹共振器阵列的整体声阻抗与空气的声阻抗相匹配。上述吸声结构可在低频段实现较佳的吸声效果，并可节省空间，降低制备成本，减少环境污染。CN112669802ACN112669802A权利要求书1/1页1.一种吸声结构，其特征在于，包括亥姆霍兹共振器阵列，其中，每个所述亥姆霍兹共振器包括：罩壳，具有相对设置的第一侧和第二侧，所述第一侧开设有微孔；以及，插管，设于所述罩壳内部，与所述第一侧连接并向所述第二侧延伸，所述插管与所述微孔共轴，且所述插管的孔径与所述微孔的孔径相等；各所述罩壳的第一侧共同形成所述吸声结构的声波射入面，且在预设频段内，所述亥姆霍兹共振器阵列的整体声阻抗与空气的声阻抗相匹配。2.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，所述罩壳包括正六棱柱罩壳或长方体罩壳。3.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，各所述亥姆霍兹共振器的微孔孔径不全相同；和/或，各所述亥姆霍兹共振器的插管长度不全相同。4.根据权利要求3所述的吸声结构，其特征在于，各所述亥姆霍兹共振器的微孔孔径各不相同；和/或，各所述亥姆霍兹共振器的插管长度各不相同。5.根据权利要求1‑4任一项所述的吸声结构，其特征在于，各所述罩壳的第一侧位于同一面内，且所述亥姆霍兹共振器阵列的整体声阻抗Z满足：其中，ZHH表示所述亥姆霍兹共振器的声阻抗，n表示所述亥姆霍兹共振器的序数。6.根据权利要求5所述的吸声结构，其特征在于，所述亥姆霍兹共振器的声阻抗ZHH满足：其中，A表示整个所述第一侧的面积，Sa表示所述微孔的开口面积，l表示所述插管的长度，L表示所述第一侧至所述第二侧内表面的垂直距离，VHH表示所述亥姆霍兹共振器的共鸣腔体积，ρcc、ccc及kcc分别表示所述共鸣腔内空气的密度、声速以及波数，kca、Ψva及Ψha分别表示所述插管在狭窄声学下的波数、粘度项以及热力项，γ表示空气的比热容，δΩ表示声质量末端修正项，τΩ表示修正因子，ω表示角频率，η表示空气的粘滞系数，ρ0表示空气自然条件下的密度，c0表示声音在外界空气中的传播速度。7.根据权利要求1‑4任一项所述的吸声结构，其特征在于，所述罩壳包括依次连接的顶盖、壳身和底盖，所述顶盖开设有所述微孔并盖合在所述壳身的一侧，所述底盖盖合在所述壳身远离所述顶盖的一侧；所述插管与所述顶盖连接并向所述底盖延伸。8.根据权利要求7所述的吸声结构，其特征在于，所述顶盖和所述插管一体成型。9.根据权利要求1‑4任一项所述的吸声结构，其特征在于，所述预设频段为100Hz～1000Hz。10.一种吸声装置，其特征在于，包括如权利要求1‑9任一项所述的吸声结构。2CN112669802A说明书1/5页吸声结构及吸声装置技术领域[0001]本发明涉及消声器件技术领域，特别是涉及一种吸声结构及吸声装置。背景技术[0002]传统的吸声材料包括多孔吸声材料。多孔吸声材料的吸声机理：当声波入射到多孔吸声材料时，引起孔隙中的空气振动。由于摩擦和空气的粘滞阻力,使一部分声能转变成热能。此外，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间的热传导，也会引起热损失，使声能衰减。多孔吸声材料对中高频有很好的吸声特性，吸声系数随声频率的增高而增大，吸声系数α在500Hz以上可达到0.5～0.9。[0003]然而，传统的多孔吸声材料受制于自身的物理性质，厚度最少是声波的四分之一。若使用多孔吸声材料进行低频噪声的消除，所需的厚度也会较大，进而导致成本大大增加。例如，针对50Hz以下频段的噪声，多孔吸声材料的厚度至少要有1.5m。[0004]除此之外，根据制备材料的不同，传统的多孔吸声材料还具有以下缺点：[0005](1)塑料泡沫类多孔材料易老化，无法在