复合共振吸声结构的制作方法

本实用新型涉及吸声结构，具体涉及一种复合共振吸声结构。

背景技术：

nvh(噪声、振动与声振粗糙度)性能测试与分析是nvh试验技术研究的主要内容，是对产品设计及制造工艺进行优化设计和改进的重要依据。声学试验室为声学试验提供了一个良好的声学环境，对nvh开发具有重要的意义。

目前一些企业、研发机构(特别是汽车行业和家电行业)都建立起半消声室，而自由场半径、截止频率是半消声室的重要指标，这两项指标由安装在半消声室墙上的吸声结构实现，吸声结构的吸声性能，对于室内自由声场范围的大小具有决定性的作用，也是决定消声室质量的最重要的部分。

现有技术中吸声结构主要有两种:

1、尖劈，其应用逐渐过渡原理，把多孔性(或纤维性)材料做成锥形或尖劈状吸声体，通常由最外层的穿孔钢板、中间层的纤维布密封膜、最内层的多孔吸声纤维组成。同种材料下尖劈长度愈长，尖劈的低频吸声性能愈好。一般而言，尖劈的长度适用于1/4波长理论。

2、平面薄型宽频带复合吸声体，其最外层为穿孔钢板，中间填充吸声材料，共振板设置在吸声材料中间。平面薄型宽频带复合吸声体的吸声原理为：吸声材料对中高频声音进行吸声，共振板组成一个质量－弹簧共振体系，对低频声音进行吸声。

上述两种吸声结构存在缺陷主要是：

对于尖劈：

1).采用四分之一波长设计的尖劈，其尖劈长度与截至频率严格按照l＝λ/4＝c/4f(其中λ为波长，c为声速，f为频率)，尖劈对房间的体积要求很大，造成空间上极大的浪费，且截止频率要求越低，尖劈的长度就越长，对土建基础的要求也更高。

2).以往设计的金属尖劈结构仅仅在金属穿孔板和内部玻璃纤维材料之间包裹有透声密封膜，防止纤维或颗粒物排出，但由于吸声材料吸附性很强，在干燥北方天气合适，但在潮湿的南方，由于空气中水分含量大，水分被材料吸附后产生恶臭味，导致空气污染，威胁试验人员的健康，即使采用空调除湿，在安装阶段也避免不了因空气湿度大产生的污染；且吸声材料潮湿后会影响材料的吸声性能，导致尖劈的吸声性能降低。

对于平面薄型宽频带复合吸声体：

1).平面薄型宽频带复合吸声体使用平板吸声，在高频段的吸声特性相应减少，无法满足高频段的吸声要求；

2).现有技术中共振板通常使用胶水固定在吸声体内的吸声材料上，而胶水含有苯类、甲醛等有毒害物质，影响试验员的身体健康；

3).使用年限长后胶水易老化，特别是在潮湿的南方，由于空气中水分含量大，水分被材料吸附后胶水易脱胶，导致共振板掉落，从而使低频的吸声性能失效，使得试验室不能满足原来的声学要求；

4).共振板使用胶水固定在吸声体内的吸声材料上，其在有气流的试验室使用时，气流易将共振板吹松动，使低频的吸声性能失效。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种复合共振吸声结构，其能够在全频率段上吸收声音，且在相同的吸声特性下，达到减少尖劈长度，降低建造成本的目的。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种复合共振吸声结构，包括吸声基体、共振板及尖劈，所述吸声基体为立方体状，所述吸声基体与所述尖劈均包括金属穿孔板外壳及吸声材料，所述金属穿孔板外壳围成吸音空间，所述吸声材料填充于相应的吸音空间内，所述共振板夹设于所述吸声基体的金属穿孔板外壳与所述尖劈的金属穿孔板外壳之间。

进一步地，所述吸声基体内填充的吸声材料的阻抗大于所述尖劈内填充的吸声材料的阻抗。

进一步地，所述吸声基体内填充的吸声材料为巴斯夫吸声棉，所述尖劈内填充的吸声材料为聚酯纤维吸音棉。

进一步地，所述吸声基体与所述尖劈均还包括纤维布层，所述纤维布层设于所述吸声材料与所述金属穿孔板外壳之间。

进一步地，所述吸声基体与所述尖劈均还包括防潮层，所述防潮层设于所述吸声材料与所述纤维布层之间。

进一步地，所述纤维布层的材质为绝热阻燃纤维布，所述防潮层的材质为有机聚酯类纤维，所述金属穿孔板外壳的材质为开孔率不小于40％的镀锌穿孔钢板。

进一步地，所述共振板通过固定架固定于所述吸声基体上。

进一步地，所述共振板的材质为不锈钢钢板。

进一步地，所述尖劈的吸音空间包括尖劈基部及连续排列于所述尖劈基部背向所述吸声基体一侧的若干尖劈部，所述尖劈基部呈立方体状，若干尖劈部均与所述尖劈基部连通。

进一步地，所述尖劈部的数量为四个，所述共振板的厚度为1.5～2.0mm，所述金属穿孔板外壳的厚度为0.8mm。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、上述复合共振吸声结构，通过尖劈吸收中高频声音，共振板和方形的吸声基体吸收低频声音，尖劈、共振板和方形的吸声基体共同配合实现在全频率段上吸收声音的效果；由于尖劈用于吸收中高频声音，因此，在相同的吸声特性下，能够减少尖劈的长度，空间利用率更高，建造成本更低。

2、上述复合共振吸声结构，其在共振板背向尖劈的一侧还设有立方体状的吸声基体，吸声基体内填充的吸声材料的阻抗大于所述尖劈内填充的吸声材料的阻抗，通过尖劈截面积由小变大及吸声材料的阻抗由小到大的渐变，提高了复合共振吸声结构的吸声性能。

3、上述复合共振吸声结构，还在吸声材料与纤维布层之间设置防潮层，解决了吸声材料易受潮导致吸声性能降低的问题。

4、上述复合共振吸声结构，共振板通过固定架固定于吸声基体上，不使用胶水，保证了复合共振吸声结构吸声性能的稳定，不会因为年限、环境湿度、气流导致共振板脱落、移动而致使吸声性能降低，解决了使用共振板吸收低频声音时，需防止共振板位置变化而导致吸声性能降低的问题。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施方式中复合共振吸声结构的剖视结构图。

图2为图1所示复合共振吸声结构在a处的放大图。

主要元件符号说明

100-复合共振吸声结构、2-吸声基体、3-共振板、4-尖劈、42-尖劈基部、45-尖劈部、5-金属穿孔板外壳、6-吸声材料、7-纤维布层、8-防潮层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1，本实用新型一较佳实施方式提供一种复合共振吸声结构100，包括吸声基体2、共振板3及尖劈4，共振板3设置于吸声基体2及尖劈4之间。

请一并参见图2，吸声基体2为立方体状，吸声基体2与尖劈4均包括金属穿孔板外壳5及吸声材料6。金属穿孔板外壳5围成吸音空间(未标示)，在本实施方式中，金属穿孔板外壳5的材质为开孔率不小于40％，厚度约为0.8mm的镀锌穿孔钢板。吸声基体2内的吸音空间大致呈立方体状，尖劈4的吸音空间包括尖劈基部42及连续排列于尖劈基部42背向吸声基体2一侧的若干尖劈部45。尖劈基部42大致呈立方体状，若干尖劈部45均与尖劈基部42连通，每一尖劈部45的截面沿远离共振板3的方向逐渐变小。在本实施方式中，尖劈部45的形状为四棱锥体，数量为四个，吸声尖劈4的形状也可以呈三棱锥体或圆锥体，当然，如果愿意的话，还可以呈六、七、八……棱锥体。

吸声材料6填充于相应的吸音空间内，吸声基体2内填充的吸声材料6的阻抗大于尖劈4内填充的吸声材料6的阻抗，且通常吸声基体2内填充的吸声材料6的容重比大于尖劈4内填充的吸声材料6的容重比。优选地，吸声基体2内填充的吸声材料6为巴斯夫吸声棉，通过在共振板3背向尖劈4的一侧设置阻抗较大的吸声材料6能够增加共振板3振动的阻尼损耗，使共振板3的共振频率范围变宽，提高吸声效果。尖劈4的尖劈基部42与尖劈部45内填充的吸声材料6均为聚酯纤维吸音棉，用于中高频段的吸声。吸声基体2与尖劈4均还包括纤维布层7，纤维布层7设于吸声材料6与金属穿孔板外壳5之间。优选的，纤维布层7的材质为绝热阻燃纤维布。通过镀锌穿孔钢板后紧贴设置的绝热阻燃纤维布能够增加摩擦阻力，进一步提高吸声效果。在本实施方式中，吸声基体2与尖劈4均还包括防潮层8，防潮层8设于吸声材料6与纤维布层7之间。防潮层8是为满足南方潮湿天气而设计，通过防潮层8包裹吸声材料6，避免潮湿天气使吸声材料6受潮导致吸声性能降低以及产生恶臭味。优选地，防潮层8的材质为有机聚酯类纤维。在本实施方式中，共振板3夹设于吸声基体2的金属穿孔板外壳5与尖劈4的金属穿孔板外壳5之间。共振板3通过固定架(图未示)固定于吸声基体2的金属穿孔板外壳5外，共振板3为采用具有高弹性的不锈钢制成的薄板，在本实施方式中共振板3的厚度大约为1.5～2.0mm。共振板3的厚度与截止频率有关，需根据所需的截止频率进行计算。可以理解，共振板3也可以根据需要采用铝板等其他材质制成。

现有尖劈吸声结构，当所要求的截止频率越低，尖劈4的长度就越长，对土建基础的要求也更高。现有的平面薄型宽频带复合吸声体，其在高频段的吸声特性相应减少，无法满足高频段的吸声要求，且共振板3易松动使低频的吸声性能衰减。此外，现有的两种吸声结构都未防止考虑吸声结构受潮导致吸声性能下降的问题。

本实用新型实施方式的复合共振吸声结构100，在镀锌穿孔钢板和吸声材料6的吸声面之间设计一层通过有机聚酯类纤维制成的防潮层8作为内部吸声材料6的防潮保护层，保证了复合共振吸声结构100吸声性能的稳定。该复合共振吸声结构100吸声性能由尖劈4、吸声基体2内部的多孔吸声材料6和共振板3组合实现，尖劈4截面积由小变大和吸声材料6的特性阻抗由小到大渐变，从而保证复合共振吸声结构100具有良好的吸声性能，共振板3可实现质量-弹簧共振吸声，改变共振板3的厚度，可调节它的最低有效吸收频率，从而保证共振板3在低频段的吸声特性。

可以理解，吸声基体2内填充的吸声材料6可以根据需要选择其他种类，尖劈4内填充的吸声材料6可以根据需要选择其他种类。

可以理解，尖劈部45的数量不限于本实施方式中的四个，其可根据实际需要设计为其它数目。共振板3也可根据实际需要设计为其它厚度。

可以理解，该复合共振吸声结构100不限用于消声室，也可用于其他需要消声的场所。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

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