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穿孔板共振吸聲體
來源:網絡 日期:2010/10/25 14:31:07
常用的吸聲材料分為多孔吸聲材料、薄膜薄板共振型吸聲結構和共振腔式的吸聲結構,穿孔板吸聲體是其中一種共振腔式吸聲結構。三大類吸聲材料各有特點,而且在使用穿孔板吸聲體時,通常要在后面填充多孔材料,因此有必要對三大類吸聲材料作簡單了解。
 
多孔吸聲材料是擁有很多內外相通的微小縫隙或連續氣泡的多孔狀物質,比如玻璃棉、毛毯、塑料泡沫等。在使用時應該注意多孔材料內部要有大量的微孔和空隙,而且孔隙應當分布均勻;材料內部的微孔必須通到材料的表面,使得聲波能夠容易地進入到材料內部;材料內部的微孔之間必須互相連通,絕對不能封閉。當聲波進入到微小圓孔中時,會受到粘滯阻力的作用,要克服粘滯阻力做功,于是部分聲能轉變為熱能。當多孔性吸聲材料緊靠剛性墻壁裝設時,對高頻的吸聲效果遠大于對低頻的吸聲效果。若離開壁面一段距離再裝設多孔材料,則在不影響高頻吸聲的前提下,對低頻的吸聲能力也會有所提高。它的吸聲特性是隨著頻率的升高,吸聲系數逐漸增大,因此對中、高頻范圍的吸聲效果好。

 
薄膜或薄板離開墻面一定距離安裝在木龍骨上,使薄膜或薄板與墻面之間形成一個封閉空腔,就形成了薄膜薄板共振型吸聲結構,比如皮革、膠合板、石膏板等。當薄膜或薄板表面受到聲波撞擊而發生振動時,部分聲能轉變為板振動的機械能,并由于板的摩擦使部分聲能轉變為熱能耗散掉;當聲波的頻率等于系統的固有振動頻率時,薄膜或薄板產生共振,于是大量的聲能轉變為振動機械能,并最終轉變成熱能耗散掉。共振頻率大多分布在63~300Hz 之間,所以對中、低頻吸聲效果好。

 
穿孔板吸聲體是在一塊薄板上進行穿孔形成的,安裝時要與墻壁保持一定的距離,使得穿孔板背后留有空腔,形成共振腔式吸聲結構,比如博網復合針孔吸聲鋁板、木質穿孔板、金屬穿孔板等。一個體積為 V 的空腔通過直徑為 d、長度為 t 的圓孔與外界相連通,形成了一個亥姆霍茲共振吸聲結構,穿孔板吸聲體是由多個這樣的亥姆霍茲共振器并聯起來的組合。由于入射聲波的波長遠大于小孔的尺寸(為了減少聲波在孔中粘滯阻力的損耗,孔的直徑不能太;同時為了減少聲波在孔內的橫向振動,孔的直徑又不能太大),當入射聲波進入到穿孔板以后,穿孔和空腔中的空氣分子就會產生振動摩擦,消耗部分聲能;當穿孔中聲音的頻率與空腔內聲音的頻率一致時,就會產生劇烈的共振,聲波要克服穿孔和空腔的內表面的摩擦阻力做功,于是大量聲能轉變為熱能耗散掉,從而達到吸聲的目的。穿孔板吸聲體吸收聲音的特點是只有在共振頻率上具有較大的吸聲系數,有效吸聲頻率范圍小于1kHz,所以對低頻吸聲效果好。
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