[发明专利]一种超薄低频通风声学吸声单元及吸声器

说明书

本发明公开了一种超薄低频通风声学吸声单元及吸声器，包括环状壳体，壳体内部设有环状空腔，壳体的内壁开设有通孔，空腔通过所述通孔与外界连通，若干个吸声单元沿声波传播方向依次排列连接形成吸声器。本发明能够实现低频噪声高效吸收的同时，保证通风性能，且不影响管道外部环境，结构紧凑，不占用多余空间，可以根据具体的吸收情景灵活地调整结构参数。

技术领域

本发明涉及声学领域，特别是涉及一种管道内部低频通风声学吸声器。

背景技术

传统吸声器大多通过在结构里添加多孔纤维材料来吸收噪声，但在低频范围内吸声 效果较差，且会对通风产生很大影响，且纤维材料容易积累粉尘和细菌，会对环境以及人体健康带来影响，并带来吸声和通风效果的下降。随着声学超材料的快速发展，因其 低频的良好性能，许多具有亚波长尺寸的吸声器被提出来并被用于低频噪声控制。然而， 目前的一些吸声器无法同时实现高效宽频带吸声和高通风性能，且占用管道外空间较大。 另有一些通风吸声器的结构过于复杂，且难以根据实际工作频率对结构参数进行较为精 确的设计。因此，需要一种既能够在低频实现高效吸声，同时又不占用管道外部的空间 且可以使通风性能最优的易于设计的简单结构吸声器。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种管道内部低频超 薄通风声学吸声单元和吸声器，能够实现低频噪声高效吸收的同时，保证通风性能，且不影响管道外部环境，结构紧凑，不占用多余空间，可以根据具体的吸收情景灵活地调 整结构参数。

技术方案：本发明所述的一种超薄低频通风声学吸声单元，包括环状壳体，壳体内部设有环状空腔，壳体的内壁开设有通孔，空腔通过所述通孔与外界连通。即：环状壳 体内部设有环状的封闭空腔，后在壳体的内侧壁开设通孔，内部的空腔则可以通过通孔 与外界进行气流交换。

其中，吸声单元的壁厚可在1mm～2mm范围内自由变动；

其中，通孔开设于内壁的中心位置，即沿高度的中间位置。该孔作为吸声单元的短管部分，环形腔体通过短管与外部空气连通。

优选地，吸声单元的材料为声学刚性材料；可选的，吸声单元的材料为金属或有机塑料。

优选地，吸声单元的壁面声学阻抗至少为100倍的背景媒质声阻抗。

本发明还提供了一种超薄低频通风声学吸声器，该吸声器包括至少一个上述的超薄 低频通风声学吸声单元。所述吸声单元有若干组，若干组吸声单元沿声传播方向紧密相连排列在噪声管道内壁，其组数可根据实际需求进行选取。

进一步地，若干个吸声单元沿声波传播方向依次排列连接形成吸声器，吸声器安装 于通风管道内，吸声器的外壁与通风管道的内壁相贴合，使吸声器的内壁之间形成气流通道。

其中，每个吸声单元中环形腔体的厚度、沿声传播方向的长度，短管的长度、横截面积大小均可改变。通过调整具体尺寸参数，可以调整吸声单元特定吸声的频率。

优选地，气流通道的横截面面积占通风管道横截面面积的70％～81％。保证通风效率 的同时，且不影响管道本身的通风效果，表现出良好的通风性能，能用于管道通风降噪。

优选地，通风管道为圆形，吸声单元均为圆环形，内壁开设的通孔为圆孔，吸声单元的外径与通风管道的内径相等。吸声器含有的吸声单元数量为十个，十个吸声单元的 通孔方向相同。

其中，吸声单元的外径为R，内径为R₁，壁厚为h，壁厚h的取值范围为1mm～2mm； 通孔的半径为r，r的范围2mm～6mm；通孔的长度为l_n，范围1mm～2mm；环形空腔厚 度为w，w范围3mm～4mm；