有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋.pdf

本发明有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋表面使用金属铝箔，使用有弹性的镀塑钢条作连续圆弧形金属骨架，把铝箔弹性张紧。根据铝箔材料的特点，这种结构一定要应用在消音设施的内部、进行刚性连接，作为确定了基音的声学设施的泛音系统使用。其中：靠噪声源的曲线表面的开孔为0.9mm，开孔率为2.3～2.7％，按照黄金分割比例0.618进行，使靠噪声源的曲线表面大于背面铝箔开孔率。有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋表面需要使用镀塑的连续圆弧金属压条，将噪声源的铝箔面与镀塑的连续圆弧形金属骨架热合在一起。背面铝箔袋表面同样需要使用镀塑的连续圆弧金属压条，将噪声源的铝箔面与镀塑的连续圆弧形金属骨架热合在一起。

1.  一种有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋，其特征是：表面使用金属铝箔，再使用有弹性的镀塑钢条作连续圆弧形金属骨架。

2.  根据权利要求1所述的一种有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋，其特征是：使用镀塑的连续圆弧金属压条将表面铝箔与连续圆弧形金属骨架热合在一起。

有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋
技术领域
本发明属于环境保护领域。
背景技术
自然界中，凡涉及“吸收”，一定伴随“转化”。所谓“吸声”，把声音从气流中分离出来并不是靠直接“吸收”，而是遵循自然界共同的特点进行“转化”，即，将声能转化成机械能耗散。
事实上，把声能转换成机械能和热能进行消耗最行之有效的手段就是共振器。共振吸声材料分为薄板(膜振动)吸声结构，穿孔板吸声结构，微穿孔吸声机构，通常，共振器要与背后空气层组成微穿孔板吸声结构。其中：
1.薄板共振吸声对100Hz以内的低频作用效果最好，吸声系数可超过0.7，但在频率超过100Hz后几乎无用；
2.双层微穿孔板在144Hz时会产生共振，使吸声系数越过1，接近1.2，如果能够维持并稳定在1.1一段，不是没有可能的，这将是一个非常好的结构；
3.对噪声频率超过1k的声波，使用多孔吸声结构效果最好，吸声系数可维持在0.8左右。
4.如果结构合理，亥姆霍兹共振吸声体曲线在370Hz左右产生了共振，这才使得吸声系数最高点接近1.2，相应使整体的平均吸声系数提高到0.85，对370Hz以下、危害最大的低频噪声几乎不起作用。如果没有共振点，平均吸音系数最多维持在0.7左右。
上述结果反映出的现实是，目前工程上仍然广泛使用多孔材料，共振吸声不能代替纤维吸声材料的原因是：共振结构的吸声带较窄。往往在非常感兴趣的试验时，通常在共振频率附近得到非常理想的吸声系数，甚至超过1；但是只要偏离共振峰后，吸声系数曲线便迅速下滑。所以，在人们心目中，共振吸声结构只能用在处理中低音频段。
为此，诞生了微穿孔吸声技术，是我国马大猷教授发明的微穿孔板最初是解决火箭发射上的高声强、高气压、高温等恶劣环境下的吸声材料。因为微穿孔板的孔细而密，因此比穿孔板的声阻大，而声质量小，从而在吸声系数和吸声频带方面优于穿孔板。
微穿孔吸声是利用穿孔本身的声阻来控制吸声结构的相对声阻率，是一种低声质量、高声阻的共振吸声体。继承了普通穿孔板在共振频率处吸声系数高的特点，而且大大加宽了吸声频带，影响工程应用的原因在于：单层微穿孔板吸声频带与玻璃纤维相比还有差距，需要使用双层微穿孔板，而双层微穿孔又存在优化的技术问题，否则还不如纤维材料。核心问题表现为：
(1)单层微穿孔板的吸声系数与背后空腔的关系影响重大，改变背后空腔的厚度，吸声曲线会出现变化，厚度小则低频吸声性能下降，而高频吸声系数会有所上升；厚度增加，吸声系数的峰值向低频移动；所以，要有合适的空腔厚度。
(2)单独改变穿孔率不可能获得较高的吸声系数和理想的吸声频带宽度。
(3)优化的双层微穿孔板结构常有两个明显的共振峰。
(4)双层微穿孔板结构不同共振体之间的刚性连接，等于制造“声桥”，又会大大抵消各自原有的功能。
优化双层微穿孔结构把握的基本原则是：微穿孔板的孔决定金属振动板的基频，微穿孔板的结构决定金属振动板的振幅，振动结构之间的空腔尺寸决定吸收的频带的带宽；微穿孔金属板吸声体吸声峰值在中低频段，其穿孔率影响着吸声体的吸声性能，在低频段，穿孔率小的吸声性能好，在中高频段，穿孔率大的吸声性能好；而且空腔体积还会影响着吸声体的吸声性能；对相同表面积的吸声体来说，空腔体积大吸声效果好，双层(或多层)微穿孔金属板吸声体的吸声性能远远优于单层的。
生活中，人们听到的任何音乐曲目，都是通过确定“基频(频率最低)”，然后扩展“泛音”得到旋律。声学设施的乐器正是利用这种“趣味性”功能，让人感到奥妙的存在，才吸引愿意从事音乐、声学设施设计和生产的人群。
其中，基音的频率为基频，又叫基带，决定整个音的音高，基音是每个乐音中频率最低的纯音，特点是强度最大。工程中，电机中的基频指电机在额定扭矩时的频率，通常被认为是声音的基础音调。
目前，在噪声较大的歌厅、工厂，以及各种道路旁使用的声屏障，基本使用开大孔的金属材料或混凝土等非金属材料，构成周边表面、形成内部空心体，然后在内部填充纤维材料，构成消声设施。开大孔的目的就是设置声音的通道，处理噪音的手段还是靠内部填充纤维材料。因为工程上所谓的“膜振动”一定要使用薄板，不能用厚重的混凝土代替。自然界中，昆虫的膜质翅不仅体态轻盈，靠振翅飞翔是高效而节省能量的最佳手段；而鸟具有羽翅，只能靠展翅飞翔。
发明内容
本发明为“有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋”。因为共振吸声结构源自膜振动，例如鼓，要求膜始终保持一定的张力。而所有的膜振动都是平面沿法线的自由衰减振动，服从简谐振动的规律。
但是，蝴蝶等膜质翅在气流的作用下，膜质成为曲线形状，仍然能够有效地“振翅飞翔”，这就是本发明将微穿孔振动用在曲线型双层结构的原因。
本发明有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋表面使用金属铝箔，使用有弹性的镀塑钢条作连续圆弧形金属骨架，目的是把铝箔弹性张紧，使膜表面能够始终保持张力。根据铝箔材料的特点，这种结构一定要应用在消音设施的内部、进行刚性连接，作为确定了基音的声学设施的泛音系统使用。其中：
靠噪声源的曲线表面的开孔为0.9mm，开孔率为2.3～2.7％，并且严格按照黄金分割比例0.618进行，使靠噪声源的曲线表面大于背面铝箔开孔率。
有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋表面需要使用镀塑的连续圆弧金属压条，才能将噪声源的铝箔面与镀塑的连续圆弧形金属骨架热合在一起。
背面铝箔袋表面同样需要使用镀塑的连续圆弧金属压条，才能将噪声源的铝箔面与镀塑的连续圆弧形金属骨架热合在一起。
上述组合构成有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋轴侧图；
图2是镀塑连续圆弧形金属骨架的放大视图；
图3是镀塑的连续圆弧金属压条视图；
图4是镀塑的连续圆弧金属压条将铝箔压紧的放大视图。
图中：(1)张紧的靠噪声源的铝箔面，(2)张紧的背面铝箔面，(3)弹性金属骨架，(4)镀塑的连续圆弧压条。
具体实施方式
分别冲出靠噪声源的表面铝箔，以及背面铝箔的微穿孔；再使用弹性的镀塑金属钢条作连续圆弧形金属骨架。组合时，有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋表面需要使用镀塑的连续圆弧压条，才能将噪声源的铝箔面与镀塑的连续圆弧形金属骨架热合在一起。背面铝箔袋表面同样需要使用镀塑的连续圆弧金属压条，才能将噪声源的铝箔面与镀塑的连续圆弧形金属骨架热合在一起。这样，组合后便构成有弹性骨架的曲线型微穿孔消声袋。