[发明专利]声吸收器、吸声壁以及设计和生产方法

说明书

本发明涉及一种无源声吸收器(3、6、7、8)，其包括经由输入方向(D3)向外部开口的腔(30、80)，以形成用于第一频率的亥姆霍兹谐振器。根据本发明，所述吸收器还包括至少一个移动元件或晶片(32、62、72、72')，所述移动元件或晶片以非密封方式由悬架(33、43、6140)悬挂或保持在阻挡所述颈部的位置。确定悬架和晶片的相对刚度，使得组件在以不同于第一频率的第二频率的“活塞”运动的振动中谐振，从而实现对该第二频率或频率范围的吸收。混合型包括线圈(324)，其被控制以调节吸收器的声阻抗。本发明提出了一种包括多个这样的吸收器的吸声壁，这些吸收器由通过穿孔开口的重复结构制成，每个穿孔接收这样的晶片，本发明还提出了设计和制造这种吸收器或壁的方法。

技术领域

本发明涉及一种无源声吸收器，其包括在声波经由颈部穿过前壁入射的方向上向外开口的腔，以便形成第一频率的亥姆霍兹谐振器。根据本发明，所述吸收器还包括至少一个移动元件或晶片，所述移动元件或晶片以非密封方式由悬架悬挂或保持在阻挡所述颈部的位置。

另外，确定了悬架和晶片的相对刚度使得晶片和悬架臂的组件在不同于第一频率的第二频率处以“活塞”型谐振模式振动，从而产生对所述第二频率或频率范围的吸收。该第二频率位于第一频率和第三频率之间，该第三频率是在露天测量时具有其悬架的整个晶片的频率。

另外，混合型包括被控制以调节吸收器的声阻抗的线圈。

本发明提出了一种吸声壁，其包括多个这样的吸收器，这些吸收器由通过穿孔开口的重复结构制成，每个穿孔都接收这样的晶片。

本发明还提出了一种设计和生产这种吸收器或壁的方法。

背景技术

噪音是噪音污染的重要来源。泡沫等无源降噪解决方案广泛应用于大多数领域。

使用亥姆霍兹谐振器的无源解决方案也被广泛应用，特别是为了避免可能成为声谐振的源的反射。例如，吸声花瓶布置在希腊或罗马剧院的看台下，以避免反射并改善建筑物的声学效果。调节花瓶的尺寸和形状以获得允许抑制看台中的声波反射的谐振系统。如今，在喷气发动机短舱中存在类似的装置。

该系统是基于腔的声谐振，所述腔可被描述为“谐振腔”。谐振腔的功能在很久之后被概念化，现在被称为“亥姆霍兹谐振器”。

如图1所示，亥姆霍兹谐振器1是与由颈部11和后部体积10组成的开口瓶相当的开放腔。在该图中，该腔10封闭在侧壁19、底壁18和前壁17中，并且仅通过穿过前壁17的孔口在方向A11上开口。该孔口形成具有一定长度的“颈部”11，因此限定了由颈部的长度L11及其开口表面A11限定的体积，例如，形成圆柱形颈部的圆形表面。

在这种装置中，颈部11的体积和腔的后部体积10分别与具有一个自由度的机械振荡系统的质量和刚度相当。然后通过将由声波产生的压力变化转换成流体运动来产生吸收。然后，谐振器的谐振频率处的声波能量被传递到谐振系统。为了衰减给定频率的声波，亥姆霍兹谐振器的大小应使得其固有频率适应该频率，以便根据以下公式进行衰减：

其中，Acol＝π.r²,Lcol和Vcavité分别是开口的表面A11，颈部11的长度L11和后腔10的体积V10。

最近，已经开发了有源解决方案，其使用根据声波激活和操作的声发射器，其中声波被衰减以产生降低其强度的相消干涉。然而，这种类型的解决方案复杂、脆弱且昂贵。

根据所使用的解决方案的成本、空间要求和其他约束(例如工作温度)来选择降噪装置，如在降低飞机反应器的噪声的情况下。

在大型空间(例如剧院或交通大厅)中进行噪声补偿的情况下，难以预测有源吸声壁的成本。亥姆霍兹谐振器或局部有源噪声补偿器的使用使得可以限制与声谐振模式特别相关的干扰。