一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体的制作方法

本发明涉及非轧制的方式生产金属板，尤其涉及一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体。

背景技术：

1、声音是由于物体振动而产生的机械波传递的现象，其波动特性使其具有反射、散射、绕射现象，为了减少声波反射而出现的回声及声压加强现象，利用吸声材料或者吸声体结构，使入射声波进入材料或者吸声体结构内部，产生强力的黏滞摩擦损耗和热传导损耗，达到吸声的效果。

2、目前，在建筑声学、工业设备降噪的吸声降噪声学装备应用中，其中用于吸声降噪的金属板(即吸声体结构)，主要有两大类吸声结构：一是由多空孔疏松材质构成的吸声材料，此类材料内部含有大量的通道、缝隙和空腔，可以使声波进入到材料内部贯通空腔或缝隙，由于声波在材料中传播的阻损过程中，逐渐耗损掉能量而达到一定的吸声性能。由于此类材料内部存在多孔结构，因此其吸声频段高频大于低频，且在高频的辐射带宽较大，随着材料厚度的增加吸声系数有向低频移动的趋势。但是当多孔材料的厚度增大到一定程度后吸声系数不再增大，频率也停止在中频附近(400hz)，无法吸收处理低频段的声波。

3、二是共振式吸声结构，该结构利用入射声波在结构内使空气产生压缩和伸张变形产生共振，使得大量声能量耗逸。现有的共振式吸声结构，虽然可以吸收中低频声波，但是由于其单一的孔腔只能对应某一频率的声波，因此导致吸声频带较窄，且由于此种结构吸声峰值时的尺寸为入射声波的1/4尺寸，因此处理500hz及以下频段声波时在实际应用中不具有操作性。

技术实现思路

1、针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体。

2、为达到以上目的，本发明的技术方案为：

3、一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，包括：若干个多腔共振器单元周期性排布并联耦合形成的吸声单元；多个所述吸声单元矩形阵列集成在一起形成整体吸声单元，所述整体吸声单元设置于金属固定承载底盒内，并在所述整体吸声单元上表面覆盖一层微穿孔板，所述金属固定承载底盒与冲折成型的微穿孔板相匹配封闭，形成封闭成型的吸声体结构。

4、所述吸声单元还包括多个独立亥姆霍兹共振器，与多个所述多腔共振器单元周期性排布并联耦合。

5、所述多腔共振器单元，由至少两个亥姆霍兹共振器串联构成；相邻的亥姆霍兹共振器通过穿孔金属板进行相互串联，所述多腔共振器单元内多腔体单元即相互独立，整个腔体又贯通。

6、所述多腔共振器单元可折叠弯曲，所述吸声单元中的多腔共振器单元在平面内空间折叠补差，可缩小吸声单元的纵向尺寸。

7、所述微穿孔板为金属薄膜穿孔板，所述金属薄膜穿孔板上的微穿孔与吸声单元多孔结构的开口形成贯通结构。

8、所述吸声体的背板上安装有金属角码，通过抽芯铆钉将金属角码与吸声体结构的背板固定。

9、6组多腔共振器单元与6个独立亥姆霍兹共振器周期性排布并联耦合的吸声单元对应24个频段的吸声峰值，峰值间耦合得到连续的吸声带宽为355hz—4000hz。

10、100组所述吸声单元矩阵排列集成在一起构成整体吸声单元，所述吸声单元尺寸为133mm*23mm*9/0mm，所述整体吸声单元装入尺寸为1154mm*268mm*30mm的第一金属固定承载底盒内，所述整体吸声单元上表面覆盖粘贴1mm厚的第一金属薄膜穿孔板，形成封闭成型的第一金属吸声结构体，所述第一金属吸声结构体尺寸为1156mm*270mm*90mm；所述第一金属薄膜穿孔板的微孔直径为0.6mm，孔距为1mm，穿孔率为7％；所述多腔共振器单元开口与独立亥姆霍兹共振器开口对应的第一金属薄膜穿孔板微穿孔数为25个。

11、16组多腔共振器单元周期性排布并联耦合的吸声单元对应37个频段的吸声峰值，峰值间耦合得到连续的吸声带宽为63hz—4000hz。

12、100组所述吸声单元矩阵排列集成在一起构成整体吸声单元，所述吸声单元尺寸为337mm*278mm*12mm；所述整体吸声单元装入尺寸为1106mm*343mm*286mm的第二金属固定承载底盒内，所述整体吸声单元上表面覆盖粘贴1mm厚的第二金属薄膜穿孔板，形成封闭成型的第二金属吸声结构体，所述第二金属吸声结构体尺寸为1108mm*345mm*288mm；所述第二金属薄膜穿孔板的微孔直径为7mm和4mm，孔距1mm，穿孔率为17％；所述第二金属薄膜穿孔板与每个多腔共振器单元开口对应的微穿孔数为2个，且两种不同直径的微穿孔间隔分布。

13、与现有技术比较，本发明的有益效果为：

14、本发明提供了一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，采取多腔共振器(helmholtz共振器)串、并联耦合方式突破传统单个共振器吸声峰值窄带的不足；由于多单元腔体串联提高了单元结构对入射声波的能量阻损，且单元共振器腔体容积的加大使得等效刚度变小，吸声的峰值向低频方向移动，实现了吸声体低频段声波的吸收处理。同时采用多个共振器串联的方式提升单元吸声峰值，有效提升了单元的吸声效率且吸声单元的尺寸也仅为单个共振器吸声效应尺寸的1/10。

技术特征：

1.一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，包括：若干个多腔共振器单元(2)周期性排布并联耦合形成的吸声单元(3)；多个所述吸声单元(3)矩形阵列集成在一起形成整体吸声单元(4)，所述整体吸声单元(4)设置于金属固定承载底盒(61,62)内，并在所述整体吸声单元(4)上表面覆盖一层微穿孔板(51,52)，所述金属固定承载底盒(61,62)与冲折成型的微穿孔板(51,52)相匹配封闭，形成封闭成型的吸声体结构。

2.根据权利要求1所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，所述吸声单元(3)还包括多个独立亥姆霍兹共振器(1)，与多个所述多腔共振器单元(2)周期性排布并联耦合。

3.根据权利要求1或2所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，所述多腔共振器单元(2)，由至少两个亥姆霍兹共振器串联构成；相邻的亥姆霍兹共振器通过穿孔金属板(21,22)进行相互串联，所述多腔共振器单元(2)内多腔体单元即相互独立，整个腔体又贯通。

4.根据权利要求1或2所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，所述多腔共振器单元(2)可折叠弯曲，所述吸声单元(3)中的多腔共振器单元(2)在平面内空间折叠补差，可缩小吸声单元(3)的纵向尺寸。

5.根据权利要求1或2所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，所述微穿孔板为金属薄膜穿孔板(51,52)，所述金属薄膜穿孔板(51,52)上的微穿孔与吸声单元(3)多孔结构的开口形成贯通结构。

6.根据权利要求1或2所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，所述吸声体的背板上安装有金属角码(7)，通过抽芯铆钉将金属角码(7)与吸声体结构的背板固定。

7.根据权利要求2所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，6组多腔共振器单元(2)与6个独立亥姆霍兹共振器(1)周期性排布并联耦合的吸声单元(3)对应24个频段的吸声峰值，峰值间耦合得到连续的吸声带宽为355hz—4000hz。

8.根据权利要求7所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，100组所述吸声单元(3)矩阵排列集成在一起构成整体吸声单元(4)，所述吸声单元(3)尺寸为133mm*23mm*9/0mm，所述整体吸声单元(4)装入尺寸为1154mm*268mm*30mm的第一金属固定承载底盒(61)内，所述整体吸声单元(4)上表面覆盖粘贴1mm厚的第一金属薄膜穿孔板(51)，形成封闭成型的第一金属吸声结构体，所述第一金属吸声结构体尺寸为1156mm*270mm*90mm；所述第一金属薄膜穿孔板(51)的微孔直径为0.6mm，孔距为1mm，穿孔率为7％；所述多腔共振器单元(2)开口与独立亥姆霍兹共振器(1)开口对应的第一金属薄膜穿孔板(51)微穿孔数为25个。

9.根据权利要求1所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，16组多腔共振器单元(2)周期性排布并联耦合的吸声单元(3)对应37个频段的吸声峰值，峰值间耦合得到连续的吸声带宽为63hz—4000hz。

10.根据权利要求9所述的基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，其特征在于，100组所述吸声单元(3)矩阵排列集成在一起构成整体吸声单元(4)，所述吸声单元(3)尺寸为337mm*278mm*12mm；所述整体吸声单元(4)装入尺寸为1106mm*343mm*286mm的第二金属固定承载底盒(62)内，所述整体吸声单元(4)上表面覆盖粘贴1mm厚的第二金属薄膜穿孔板(52)，形成封闭成型的第二金属吸声结构体，所述第二金属吸声结构体尺寸为1108mm*345mm*288mm；所述第二金属薄膜穿孔板(52)的微孔直径为7mm和4mm，孔距1mm，穿孔率为17％；所述第二金属薄膜穿孔板(52)与每个多腔共振器单元(2)开口对应的微穿孔数为2个，且两种不同直径的微穿孔间隔分布。

技术总结
本发明公开了一种基于微穿孔薄膜与亥姆霍兹多腔耦合结构的吸声体，包括：若干个多腔共振器单元周期性排布并联耦合形成的吸声单元；多个吸声单元矩形阵列集成在一起形成整体吸声单元，所述整体吸声单元设置于金属固定承载底盒内，并在所述整体吸声单元上表面覆盖一层微穿孔板，所述金属固定承载底盒与冲折成型的微穿孔板相匹配封闭，形成封闭成型的吸声体结构。本发明的优势在于在较小的单元尺寸下获得了宽频段范围内24个吸声峰值；且平均吸声系数在0.9以上，其优异的吸声效果，满足了声学领域低频吸声及宽带吸声的要求。

技术研发人员：刘伟,欧小平
受保护的技术使用者：西安昱天声环境检测技术研究有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15