專利名稱：：聲學(xué)擴(kuò)散板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及建筑物室內(nèi)聲學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于聲音調(diào)節(jié)的板式構(gòu)件，即聲學(xué)擴(kuò)散板。技術(shù)背景在一些對聲場的均勻度要求較高的場所，例如會議室、音樂廳或者家庭內(nèi)的音響室，都需要對室內(nèi)進(jìn)行裝飾處理。最常見的一種室內(nèi)裝飾處理方法是使用聲音擴(kuò)散板。普通的聲音擴(kuò)散板是由一種高低不平的條形平臺組成的，擴(kuò)散板的一面是平面，在擴(kuò)散板的另一面是由高低相間的平臺，通過不同的空間位置變化，起到調(diào)節(jié)聲音的目的，使聲音擴(kuò)散均勻。此種擴(kuò)散板是按照數(shù)論中的一維二次剩余序列來設(shè)計(jì)擴(kuò)散平臺的高低起伏，可以使擴(kuò)散體在較寬的頻率范圍內(nèi)有比較理想的擴(kuò)散發(fā)射。擴(kuò)散體平臺寬度0=^2，Ao為波長，Ao=C/f。，C是聲速，fo是頻率；擴(kuò)散體平臺深度hn按一維二次剩余序列布置hn=(①/N)Sn;Sn=n2modN,mod是取余函數(shù)，即S。是n2除以N的余數(shù)，表示Sn以N為周期重復(fù)，如N-5時(shí)Sn以0，1，4，4，l為周期重復(fù)；n為零和自然數(shù)即O,1，2，3,4……；N為質(zhì)數(shù)3，5，7，11，13。但是一維二次剩余序列擴(kuò)散板不能涵蓋所有的剩余序列，只能包含一半的剩余序列，如N-5時(shí)剩余序列只有0、l和4，見下表l:表1014410此種擴(kuò)散板的缺點(diǎn)是高低相間的平臺不夠隨機(jī)和均勻，所以在特定頻率范圍內(nèi)對聲音的反射不均勻。公告日為2005年6月22日，專利號為200420043268.5的中國實(shí)用新型專利，公開了一種改進(jìn)的聲音擴(kuò)散板。其主要特征是在基體板的一面設(shè)置有一個(gè)以上的擴(kuò)散體凸起，擴(kuò)散體凸起在基體板的一面形成高低相間的波浪狀的波峰和波谷。其進(jìn)一步的特征是擴(kuò)散體凸起單元高度按二次剩余序列布置。該專利的聲音擴(kuò)散板對聲音的反射均勻度有所提高，但由于擴(kuò)散體凸起單元高度是按一維二次剩余序列排列，在室內(nèi)空間中的聲場均勻度有方向性，不能保證聲場的各向均勻性。另外，擴(kuò)散體單元是凸起狀，造成室內(nèi)墻體不平整，易與其他物體干涉。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有聲音擴(kuò)散板對聲音的擴(kuò)散不均勻且易與其他物體干涉的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種使聲音擴(kuò)散各向均勻且表面平整不會與其他物體干涉的聲學(xué)擴(kuò)散板。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案聲學(xué)擴(kuò)散板，包括基板，基板上設(shè)置若干個(gè)深淺不同的聲波擴(kuò)散凹洞單元。進(jìn)一步地，所述聲波擴(kuò)散凹洞單元為圓柱形。所述聲波擴(kuò)散凹洞單元的直徑0=^/2，Ao為聲波波長，Xo=C/fQ，C是聲速，fo是聲波頻率；所述聲波擴(kuò)散凹洞單元的深度hnm按二維二次剩余序列布置，按以下公式計(jì)算-hnm=(麵)Snm;Snm=(n2modN+m2modN)modN，mod是取余函數(shù)；n，m為二維的參量，其分別取值為零和自然數(shù)，即0，1，2，3，4……；N為質(zhì)數(shù)3，5，7，11，13。本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于聲波擴(kuò)散單元由凸起改為凹洞，改進(jìn)后的擴(kuò)散板的表面平整無凸起，不會對室內(nèi)其他物體形成干涉，并且平整的表面加工制造也很方便；聲波擴(kuò)散凹洞單元的深度按二維二次剩余序列布置，在整個(gè)室內(nèi)空間范圍內(nèi)形成的反射面更加隨機(jī)和均勻，對聲音的反射更加理想；聲波擴(kuò)散凹洞單元為圓柱形，對傳播到圓柱面的聲音是360。的漫反射，保證了聲場的各向均勻性。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)主視示意圖，聲波擴(kuò)散凹洞單元內(nèi)的字表示聲波擴(kuò)散凹洞單元的深度系數(shù)；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1的B-B剖視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)主視示意圖，聲波擴(kuò)散凹洞單元內(nèi)的數(shù)字表示聲波擴(kuò)散凹洞單元的深度系數(shù)。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。見圖1及圖4，本實(shí)用新型包括基板1，基板1上設(shè)置若干個(gè)深淺不同的聲波擴(kuò)散凹洞單元2。聲波擴(kuò)散凹洞單元2為圓柱形。本實(shí)用新型可以注塑成型，也可以采用實(shí)木板、復(fù)合板制作。見圖2，聲波擴(kuò)散凹洞單元2的直徑0=;^2，Ao為波長，Xo=C/fo,C是聲速，f。是頻率。聲波擴(kuò)散凹洞單元2的深度h^按二維二次剩余序列布置，按以下公式計(jì)算h腿-(O/N)Snm,S歸為深度系數(shù)；Snm=(n2modN+m2modN)modN，mod是取余函數(shù)；n，m為二維的參量，其分別取值為零和自然數(shù)即O，1，2，3，4……；N為質(zhì)數(shù)3，5，7，11，13……。實(shí)施例一測試聽音室的規(guī)格長*寬*高=6米*4米*2.5米；容積為60立方米；背景噪音《30dB(A)。測試分析儀丹麥Bruel&Kjaer2012電聲測試系統(tǒng)。設(shè)計(jì)擴(kuò)散頻率范圍是1000Hz8000Hz。聲源1000Hz8000Hz的70dB(A)等響度正弦波。選取頻率fc為2000Hz，對應(yīng)聲波波長為170mm，見圖1，計(jì)算聲波擴(kuò)散凹洞單元2的直徑為①-85mm。N二5時(shí)，深度系數(shù)Snm的數(shù)值見表2。從表2中可以看出，二維二次剩余序列擴(kuò)散板可以涵蓋所有的剩余序列，N=5時(shí)剩余序列有0、1、2、3和4，相比一維二次剩余序列擴(kuò)散板高低相間的平臺更加隨機(jī)和均勻，在特定頻率范圍內(nèi)有更加理想的擴(kuò)散反射。表2Snm\n012345001441011200212403304340330441200215014410聲波擴(kuò)散凹洞單元2的深度hnm的數(shù)值見表3。表3h腿\n01234500176868170i173400341726805151068368051510684173400341750176868170對比例一維二次剩余序列擴(kuò)散板同樣取聲波擴(kuò)散單元平臺寬度h^85mm，取N-5，平臺深度按表1一維二次剩余序列排列。測試方法介紹在聽音室四周墻面及天花板分別鋪滿上述兩種擴(kuò)散板。按長度6米把房間三等分成前、中、后3個(gè)部分，在房間前部長度方向中心距離地面高度1米、距離左側(cè)墻面1米設(shè)一測試點(diǎn)A;在房間中部長度方向中心距離地面高度1米、距離左側(cè)墻面1米設(shè)一測試點(diǎn)B;在房間后部長度方向距離地面高度1米、距離左側(cè)墻面1米設(shè)一測試點(diǎn)c。聲源位于測試聽音室房間前部長度方向中心距離地面高度0.5米、距離左側(cè)墻面3.5米處。在測試聽音室內(nèi)播放聲源，分別測出在3個(gè)測試點(diǎn)A、B、C上的聲壓級，兩種測試擴(kuò)散板的實(shí)測結(jié)果如下-表4一維二次剩余序列擴(kuò)散板測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5二維二次剩余序列擴(kuò)散板測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從測試結(jié)果可以看出在1000Hz8000Hz的70dB(A)等響度正弦波測試中，一維二次剩余序列擴(kuò)散板最高聲壓級是73.5dB(A)(2000Hz)，最低聲壓級是60.0dB(A)(5000Hz)，相差13.5dB(A)，以70dB(A)為中心聲壓級，在±3dB(A)內(nèi)的有8個(gè)數(shù)值(見表4中陰影)；二維二次剩余序列擴(kuò)散板最高聲壓級是71.0dB(A)(2000Hz)，最低聲壓級是65.0dB(A)(1000Hz)，相差6dB(A)，以70dB(A)為中心聲壓級，在±3dB(A)內(nèi)的有15個(gè)數(shù)值(見表5中陰影)，明顯好于前者。實(shí)施例二見圖4，取N-7時(shí)，深度系數(shù)Snm的數(shù)值見表6。從下表6中可以看出，N-7時(shí)剩余序列有0、1、2、3、4、5和6，二維二次剩余序列擴(kuò)散板涵蓋了所有的剩余序列，相比一維二次剩余序列擴(kuò)散板高低相間的平臺更加隨機(jī)和均勻，在特定頻率范圍內(nèi)有更加理想的擴(kuò)散反射。本實(shí)用新型可制作成模塊，模塊的形狀最佳是正方形，也可以做成其他多邊形，邊緣可以做成臺階結(jié)構(gòu)或者榫卯結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)，直接將模塊固定在天花板的龍骨上，或者直接鋪裝在墻面上。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.聲學(xué)擴(kuò)散板，包括基板，其特征在于所述基板上設(shè)置若干個(gè)深淺不同的聲波擴(kuò)散凹洞單元。2.按照權(quán)利要求1所述的聲學(xué)擴(kuò)散板，其特征在于所述聲波擴(kuò)散凹洞單元為圓柱形。3.按照權(quán)利要求2所述的聲學(xué)擴(kuò)散板，其特征在于所述聲波擴(kuò)散凹洞單元的直徑0=^/2，Ao為聲波波長，Ao=C/fo，C是聲速，f。是聲波頻率；所述聲波擴(kuò)散凹洞單元的深度h^按二維二次剩余序列布置，按以下公式計(jì)算hnm=(幅)Snm;Snm=(n2modN+m2modN)modN，mod是取余函數(shù)；n，m為二維的參量，其分別取值為零和自然數(shù)，即0，1，2，3，4……；N為質(zhì)數(shù)3，5，7,11，13……。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于聲音調(diào)節(jié)的聲學(xué)擴(kuò)散板，其包括基板，基板上設(shè)置若干個(gè)深淺不同的聲波擴(kuò)散凹洞單元。聲波擴(kuò)散凹洞單元為圓柱形，其深度hnm按二維二次剩余序列布置，對傳播到凹洞單元圓柱面上的聲音是360°的漫反射，反射更加隨機(jī)和均勻，保證了聲場的各向均勻性，特別適合于家庭、會議室及音樂廳等聲學(xué)要求較高的場合。文檔編號E04B1/99GK201169839SQ200820033989公開日2008年12月24日申請日期2008年3月29日優(yōu)先權(quán)日2008年3月29日發(fā)明者華宇彤申請人:華宇彤