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穿孔板共振吸声体
来源:网络 日期:2010/10/25 14:31:07
常用的吸声材料分为多孔吸声材料、薄膜薄板共振型吸声结构和共振腔式的吸声结构,穿孔板吸声体是其中一种共振腔式吸声结构。三大类吸声材料各有特点,而且在使用穿孔板吸声体时,通常要在后面填充多孔材料,因此有必要对三大类吸声材料作简单了解。
 
多孔吸声材料是拥有很多内外相通的微小缝隙或连续气泡的多孔状物质,比如玻璃棉、毛毯、塑料泡沫等。在使用时应该注意多孔材料内部要有大量的微孔和空隙,而且孔隙应当分布均匀;材料内部的微孔必须通到材料的表面,使得声波能够容易地进入到材料内部;材料内部的微孔之间必须互相连通,绝对不能封闭。当声波进入到微小圆孔中时,会受到粘滞阻力的作用,要克服粘滞阻力做功,于是部分声能转变为热能。当多孔性吸声材料紧靠刚性墙壁装设时,对高频的吸声效果远大于对低频的吸声效果。若离开壁面一段距离再装设多孔材料,则在不影响高频吸声的前提下,对低频的吸声能力也会有所提高。它的吸声特性是随着频率的升高,吸声系数逐渐增大,因此对中、高频范围的吸声效果好。

 
薄膜或薄板离开墙面一定距离安装在木龙骨上,使薄膜或薄板与墙面之间形成一个封闭空腔,就形成了薄膜薄板共振型吸声结构,比如皮革、胶合板、石膏板等。当薄膜或薄板表面受到声波撞击而发生振动时,部分声能转变为板振动的机械能,并由于板的摩擦使部分声能转变为热能耗散掉;当声波的频率等于系统的固有振动频率时,薄膜或薄板产生共振,于是大量的声能转变为振动机械能,并最终转变成热能耗散掉。共振频率大多分布在63~300Hz 之间,所以对中、低频吸声效果好。

 
穿孔板吸声体是在一块薄板上进行穿孔形成的,安装时要与墙壁保持一定的距离,使得穿孔板背后留有空腔,形成共振腔式吸声结构,比如博网复合针孔吸声铝板、木质穿孔板、金属穿孔板等。一个体积为 V 的空腔通过直径为 d、长度为 t 的圆孔与外界相连通,形成了一个亥姆霍兹共振吸声结构,穿孔板吸声体是由多个这样的亥姆霍兹共振器并联起来的组合。由于入射声波的波长远大于小孔的尺寸(为了减少声波在孔中粘滞阻力的损耗,孔的直径不能太小;同时为了减少声波在孔内的横向振动,孔的直径又不能太大),当入射声波进入到穿孔板以后,穿孔和空腔中的空气分子就会产生振动摩擦,消耗部分声能;当穿孔中声音的频率与空腔内声音的频率一致时,就会产生剧烈的共振,声波要克服穿孔和空腔的内表面的摩擦阻力做功,于是大量声能转变为热能耗散掉,从而达到吸声的目的。穿孔板吸声体吸收声音的特点是只有在共振频率上具有较大的吸声系数,有效吸声频率范围小于1kHz,所以对低频吸声效果好。
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