[发明专利]吸声结构及吸声装置

说明书

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。

技术领域

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

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。

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。

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：

(1)塑料泡沫类多孔材料易老化，无法在户外环境使用；

(2)玻璃或岩石纤维类多孔材料在户外条件下易粉化失效，且易产生致癌碎屑物质；

(3)发泡类多孔材料在现场施工阶段，会释放有毒气体。

发明内容

基于此，有必要针对传统的多孔吸声材料低频消声成本高、寿命短、制备过程容易污染环境危害健康的问题，提供一种改进的吸声结构。

一种吸声结构，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。

上述吸声结构，通过使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，有利于具备较大的吸声系数，进而在低频段实现较佳的吸声效果；并且，在相同低频吸声频段下，上述吸声结构所需的安装空间小，布置该类吸声结构时，无需另外布置空腔结构，可大大节省空间，降低制备成本。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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，Z_HH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。

在其中一个实施例中，所述亥姆霍兹共振器的声阻抗Z_HH满足：