[实用新型]消声模块和声屏障

说明书

本实用新型涉及一种消声模块，所述消声模块能设置在空间内以衰减在空间内传播的声音，其中所述消声模块被构造为内设有声音传播路径的薄板件，其中所述声音传播路径被构造成用于旁通空间内的主声音分量且所述声音传播路径的长度被设计成使经至少一个所述出口传出的旁通声音分量和在空间内传播经过所述消声模块的主声音分量的相位差为被衰减声音的半波周期的M倍或者所述传出的旁通声音分量和所述主声音分量的波长之和为被衰减声音的N倍，其中M为奇数，N为正整数。进一步，本实用新型还包括一种声屏障。

技术领域

本实用新型涉及为了降低在空间内传播的噪音而被安装在建筑物室内或者交通工具等场合的消声模块和声屏障。

背景技术

噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音，会严重妨碍人们正常休息、学习和生活。噪声污染一方面主要来源于交通运输、建筑施工、工业噪声、社会噪音、家庭生活噪声等，所以为了人们生活的舒适度不被噪声影响，降噪就显得尤为重要。在现在的多功能厅、礼堂、影剧院、体育馆甚至家庭等场所，广泛地会使用由消声板组合而成的声屏障(诸如隔音墙或者隔音层等)来起到消声和装饰效果。

作为这种消声板或者声屏障的一种典型的已知示例为亥姆霍兹共振体结构，其是由一个容积为V的空腔和与外界连通的颈管所组成。现在经常采用的亥姆霍兹共振吸声体是一块平板上穿孔，或开槽的单层吸声板，在板后背墙面一定距离安装开成一个空腔V，但是这种产品其共振吸收频率范围非常窄，一般只在某一固定共振频率上有较大的吸收，一旦偏离共振频率时，则吸声系数急剧减小。

另外一种典型的消声板为带四分之一波长管的消声管结构。目前，传统的声波吸收材料或结构都需要四分之一波长的最低厚度才能实现对某频率声波的完全吸收。虽然日常中存在多种多样的吸声材料，如海绵、泡沫金属、纤维物、多孔板等等，但若要完全吸收某波长的声波，这些材料和结构的厚度通常需要至少达到该波长的四分之一。对于低频的声波，由于其波长很大，所需要的材料厚度就更大了。例如要吸收300赫兹的声波，对应的四分之一波长为280毫米。这种程度的厚度在实际应用中是无法接受的，一是吸声材料将占据大量空间，二是极大地增加额外重量，三是在很多情况下完全无法实现的，如在附接至或者嵌埋入墙壁、作为屏风摆放在室内或用作为飞机舱壁的内隔层。

声超材料是近年来出现的一种新型吸收噪音的方式。相比传统的消声方式，声超材料主要是通过设计材料特性来形成具有多层特性的复杂材料，例如多层复合材料。因为声波的传播速度会随着材料特性发生变化，这类复杂材料是传入的声波在材料中不断加速。当声波在材料中受到反射后，反射波向外传播的速度会不断变慢。在这两种机制的共同作用下，这类复杂材料类似于一个“声学黑洞”。理想状况下，声音在传入材料后将无法传出，造成几乎100％的声音吸收率。然而，尽管目前提出的声超材料具有良好的吸声性能，但由于其尺寸微小且具有复杂的材料特性和结构，目前的生产技术和制造工艺都无法达到大规模制造声超材料的程度，且这种声超材料的制作成本也居高不下。还需要指出的是，现有的声超材料仅能吸收单频或者较窄频率范围内的噪声，因此它们无法应用于需要降低多频或者宽频的应用场景。

因此，行业内仍存在提供一种制造工艺简单、能满足不同应用场景要求、能在多个频率段进行有效消声、结构上紧凑的消声模块和声屏障的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种能至少部分地解决上述现有技术的种种不足的消声模块。

根据本实用新型的一方面，提供了一种消声模块，所述消声模块能设置在空间内以衰减在空间内传播的声音，其中所述消声模块被构造为内设有声音传播路径的薄板件，其中所述声音传播路径的至少一个入口和至少一个出口分别设置在所述薄板件的彼此平行间隔、相对设置的一对板壁上；其中所述声音传播路径被构造成用于旁通空间内的主声音分量且所述声音传播路径的长度被设计成使经至少一个所述出口传出的旁通声音分量和在空间内传播经过所述消声模块的主声音分量的相位差为被衰减声音的半波周期的M倍或者所述传出的旁通声音分量和所述主声音分量的波长之和为被衰减声音的N倍，其中M为奇数，N为正整数。