[发明专利]一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料

权利要求书

1.一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，所述声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料由铁粉层可控设计的薄膜型声学超材料和轴向磁场发生装置两部分组成，将铁粉层可控设计的薄膜型主动声学超材料置于轴向磁场发生装置内，向轴向磁场发生装置通入直流电流，通过输入不同强度的电流调节整个结构的固有频率，实现隔声峰值的定向调节；所述铁粉层可控设计的薄膜型声学超材料由铁粉层、弹性薄膜、弱磁性环形框架组成，铁粉层位于上下两层张紧的弹性薄膜之间，由铁磁性颗粒均匀分布在弹性薄膜上形成；用于固定的弱磁性环形框架位于含铁粉层的双层弹性薄膜的上下两面；铁粉层既作为声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料的质量块，又作为弹性薄膜中的铁粉夹层。

2.如权利要求1所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，轴向磁场发生装置由弱磁性环形管、漆包铜线、绝缘隔板组成，将漆包铜线按层叠密绕法绕制在弱磁性环形管外表面，绕制完成后在漆包铜线两侧端部分别固定一块绝缘隔板即得到轴向磁场发生装置。

3.如权利要求2所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，弱磁性环形管内半径尺寸与弱磁性环形框架外半径尺寸相同，弱磁性环形管的长度大于弱磁性环形管内半径的4倍。

4.如权利要求1所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，铁粉层可控设计的薄膜型声学超材料的制备方法如下：在弹性薄膜中心位置放置模具，按照模具形状把铁磁颗粒均匀布满在弹性薄膜上，去除多余铁磁颗粒后取下模具，则在弹性薄膜上形成所需形状和厚度的铁粉层；将另一张弹性薄膜平铺放置在铁粉层上表面，将含铁粉层的双层弹性薄膜施加预应力至张紧状态，将两片弱磁性环形框架置于含铁粉层的双层弹性薄膜的上下两面，并将两片弱磁性环形框架的预留螺栓孔对齐，用螺栓将两片弱磁性环形框架拧紧固定；在弱磁性环形框架外侧缠上一层隔声胶带，并涂抹工业凡士林，防止漏声，铁粉层可控设计的薄膜型声学超材料制备完成。

5.如权利要求1或4所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，铁粉层的形状与厚度由模具控制，铁粉层形状根据声学性能要求可设计为圆形，正方形，三角形，瓣型，网格型或螺旋状，铁粉层厚度为0.1-1.0mm；铁粉层的铁粉为羰基铁粉；铁磁性颗粒粒径为1-20um。

6.如权利要求1所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，所述的弹性薄膜选用硅橡胶薄膜，单层厚度为0.2-0.4mm，半径为10-16mm；所述的弱磁性环形框架由铝质材料制成，单片厚度为2-4mm。

7.如权利要求1所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，铁粉层可控设计的薄膜型主动声学超材料置于轴向磁场发生装置内靠近N极的一端。

8.如权利要求1所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，轴向磁场发生装置通入的电流强度为0-60A。

9.如权利要求1所述的一种声学性能可控调节的薄膜型主动声学超材料，其特征在于，通过调节输入电流的强度，控制轴向磁场发生装置内部磁场强度，进而控制弹性薄膜的张力，实现声学超材料隔声效果的主动调控与隔声峰值的定向移动，达到低频噪声非接触式主动控制的效果。