一种通风管道吸声超材料贴片

本技术涉及通风降噪，特别涉及一种通风管道吸声超材料贴片。

背景技术：

1、传统吸声材料主要有海绵、泡沫、多孔板等，这些材料通过声波进入材料，与内部微孔结构相互作用对声波进行耗散。上述传统吸声材料对高频声波有较高的吸收效果，但对低频声波的吸收效果较差，需要与半波长相当的厚度才能对声波进行有效吸收。以亥姆霍兹谐振腔、迷宫结构、薄膜结构等为主的声学超材料为低频降噪提供了新的解决方案。单端口吸声器在低频段具有良好的吸声性能，但这些吸声器需要一个刚性背板才能很好的工作，当存在通风路径时，它们的吸声性能将大打折扣，大量声波会从通风路径向前传播。这样的吸声器显然不能工作于需要通风的场景。目前也存在部分可以应用于通风场景的吸声器和隔声器，但是通风面积往往不是很大，这很不利于流体的流通，并且隔声器还会反射大量声音，反射波可能会对入射端产生二次噪声污染。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种通风管道吸声超材料贴片，通过将超材料贴片贴在通风管道内壁上，使得通风管道既能通风又能吸声，以解决现有吸声器不能同时兼顾高吸声系数和高通风面积比的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型提出了一种通风管道吸声超材料贴片，包括贴片外壳，所述贴片外壳内设有呈水平矩阵排列的多个超材料吸声单元，各所述超材料吸声单元紧密连接，单个超材料吸声单元包括四个复合亥姆霍兹谐振腔，四个复合亥姆霍兹谐振腔关于超材料吸声单元的中心旋转对称，每个复合亥姆霍兹谐振腔由两个内嵌共振腔串联而成，所述内嵌共振腔内设有环形通道，所述环形通道内包裹有一矩形腔，且矩形腔与环形通道相通，在贴片外壳的顶面对应每个超材料吸声单元的中心位置处均设有吸声入口，每个复合亥姆霍兹谐振腔分别与吸声入口相通。

3、上述方案中：所述吸声超材料贴片的厚度不超过3cm，通风管道与吸声超材料贴片配合能形成吸声器，超薄的结构，可以使吸声器内的流体近乎完美的自由流通以及实现吸声器的小型化。

4、上述方案中：所述吸声超材料贴片的内部由至少两行两列排列的4个超材料吸声单元组成，通过相邻单元间的弱耦合，可以实现声音的低频高效吸收，多个超材料吸声单元组合可以实现频率更宽、吸收更高的吸声效果。

5、上述方案中：所述环形通道与矩形腔的连通口均设置于远离吸声入口的一侧，声波先经过环形通道再进入矩形腔，更有利于保证吸声降噪效果。

6、本实用新型的有益效果是：声波能量可进入吸声超材料贴片内的亥姆霍兹谐振腔里实现共振消耗，达到消声的目的，再通过相邻超材料吸声单元间的弱耦合，实现准完美吸声或者实现宽频吸声；因此可将若干吸声超材料贴片贴在通风管道的内壁，以形成吸声器，该吸声器能同时兼顾高吸声系数和高通风面积比，通过参数调节，通风面积比可达到80％以上，吸声率可超过90％。

技术特征：

1.一种通风管道吸声超材料贴片，包括贴片外壳(1)，其特征在于：所述贴片外壳(1)内设有呈水平矩阵排列的多个超材料吸声单元(2)，各所述超材料吸声单元(2)紧密连接，单个超材料吸声单元(2)包括四个复合亥姆霍兹谐振腔(3)，四个复合亥姆霍兹谐振腔(3)关于超材料吸声单元(2)的中心旋转对称，每个复合亥姆霍兹谐振腔(3)由两个内嵌共振腔(4)串联而成，所述内嵌共振腔(4)内设有环形通道(a)，所述环形通道(a)内包裹有一矩形腔(5)，且矩形腔(5)与环形通道(a)相通，在贴片外壳(1)的顶面对应每个超材料吸声单元(2)的中心位置处均设有吸声入口(b)，每个复合亥姆霍兹谐振腔(3)分别与吸声入口(b)相通。

2.根据权利要求1所述的通风管道吸声超材料贴片，其特征在于：所述吸声超材料贴片的厚度不超过3cm。

3.根据权利要求1所述的通风管道吸声超材料贴片，其特征在于：所述吸声超材料贴片的内部由至少两行两列排列的4个超材料吸声单元(2)组成。

4.根据权利要求1所述的通风管道吸声超材料贴片，其特征在于：所述环形通道(a)与矩形腔(5)的连通口均设置于远离吸声入口(b)的一侧。

技术总结
本技术公开了一种通风管道吸声超材料贴片，包括贴片外壳，贴片外壳内设有呈水平矩阵排列的多个超材料吸声单元，各超材料吸声单元紧密连接，单个超材料吸声单元包括四个复合亥姆霍兹谐振腔，四个复合亥姆霍兹谐振腔关于超材料吸声单元的中心旋转对称，每个复合亥姆霍兹谐振腔由两个内嵌共振腔串联而成，内嵌共振腔内设有环形通道，环形通道内包裹有一矩形腔，且矩形腔与环形通道相通，在贴片外壳的顶面对应每个超材料吸声单元的中心位置处均设有吸声入口，每个复合亥姆霍兹谐振腔分别与吸声入口相通。可将本技术贴在通风管道的内壁，以形成吸声器，该吸声器能同时兼顾高吸声系数和高通风面积比。

技术研发人员：黄映洲,吴朝林,吴肖肖,王力
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：20230706
技术公布日：2024/1/15