一種組合穿孔板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種隔聲結(jié)構(gòu)，具體來說設(shè)及一種組合穿孔的隔音板。
【背景技術(shù)】
[0002] 吸聲材料按結(jié)構(gòu)主要分為多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)。共振吸聲結(jié)構(gòu)中則W穿 孔板最為常見，它常用于建筑工業(yè)和噪聲控制工程，作為共振吸聲結(jié)構(gòu)元件及吸聲材料的 護(hù)面板。穿孔板吸聲材料的吸聲機(jī)理，與多孔材料有相同的地方，其不同的特點(diǎn)在于穿孔板 吸聲材料是利用共振器的特點(diǎn)，更有效的把聲能轉(zhuǎn)變成熱能消耗。運(yùn)種吸聲結(jié)構(gòu)不是采用 纖維性吸聲材料，而是采用侶板、鋼板、塑料板等材料制成，因此具有不怕水和潮氣，防火， 清潔，無污染，耐高溫，能承受高速氣流的沖擊的特點(diǎn)，而它的不足之處是吸聲頻帶窄，在共 振頻率附近，吸聲系數(shù)很高，可接近于1，但一偏離共振峰，吸聲系數(shù)就迅速下降，因此它只 適用于吸收中低頻的單頻聲音。運(yùn)也是長期W來它在吸聲材料領(lǐng)域不能替代纖維吸聲材料 的原因。
[0003] 同時穿孔板的吸聲原理是用孔附近的摩擦損耗來吸收聲能的，在穿孔率一定的情 況下，小孔穿孔板的聲阻較大，吸聲效果較好，而大孔穿孔板的聲阻較小，吸聲效果較差;并 且它們對不同頻帶的噪聲均是具有選擇性吸收的；考慮到W上兩點(diǎn)及數(shù)學(xué)上統(tǒng)籌的原理， 我們在制作穿孔板的過程中要盡量多增加小孔的數(shù)目，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)募尤肫渌恍┹^ 大的孔的數(shù)目，盡量拉寬穿孔板的吸聲頻帶，使得穿孔板的吸聲效果接近最佳的全頻吸聲 效果。然而采用運(yùn)種方式加工出來的穿孔板往往具有許多穿孔，不但使得穿孔板的加工步 驟更加繁瑣，而且使得穿孔板的本身材質(zhì)更加脆弱。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型針對目前隔聲結(jié)構(gòu)的不足，提出一種帶有穿孔板的隔聲結(jié)構(gòu)，本實(shí)用 新型提供一種組合穿孔板。
[0005] -種組合穿孔板，包括中間面板，所述中間面板上設(shè)有由圓屯、向外福射的穿孔，所 述穿孔呈環(huán)狀分布，所述穿孔孔徑為2~8mm，所述穿孔率為1~2%，所述中間面板內(nèi)設(shè)有由 軟管組成的空氣層。
[0006] 所述穿孔孔徑為2mm或/和4mm或/和8mm;所述穿孔率為1.39%。
[0007] 所述孔徑為2mm的穿孔總面積與孔徑為4mm的穿孔總面積之比為3。
[000引所述軟管為圓形且直徑為0.33畑1。
[0009] 所述中間面板兩側(cè)設(shè)有上面板及下面板，所述中間面板與上面板，中間面板與下 面板之間均設(shè)有若干層隔音層。
[0010] 若干層所述隔音層的填充材料為玻璃棉、石棉、多孔泡沫、聚氨醋海面或金屬纖 維。
[0011] 中間面板都采用侶材質(zhì)。
[0012] 所述上面板、下面板均采用耐腐性強(qiáng)的不誘鋼材質(zhì)。
[0013] 有益效果:在所述中間面板上設(shè)有由圓屯、向外福射的穿孔，所述穿孔呈環(huán)狀分布， 所述穿孔孔徑為2~8mm，所述穿孔率為1~2%的結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，既保證了穿孔板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性，同時使得其具有最佳的全頻吸聲性能。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[001引圖2在穿孔率P = 1.39 %下，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。
[0016] 圖3在穿孔率P = l. 39%下，實(shí)驗(yàn)測試線性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。運(yùn)些附圖均為簡化的示意圖， 僅W示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0018] 本實(shí)用新型針對目前隔聲結(jié)構(gòu)的不足，提出一種帶有穿孔板的隔聲結(jié)構(gòu)，本實(shí)用 新型提供一種組合穿孔板。一種組合穿孔板，包括中間面板，所述中間面板上設(shè)有由圓屯、向 外福射的穿孔，所述穿孔呈環(huán)狀分布，所述穿孔孔徑為2~8mm，所述穿孔率為1~2%，所述 中間面板內(nèi)設(shè)有由軟管組成的空氣層。在此結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，既保證了穿孔板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同 時使得其具有最佳的全頻吸聲性能。
[0019]經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)聯(lián)證明：在穿孔率P=l.39%不變的情況下，通過對不同數(shù)目比的 Ξ孔(孔徑分別為2mm、4mm和8mm)組合的穿孔板的平均吸聲系數(shù)及頻帶寬度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測 量，均得出了在保持穿孔率不變的情況下，孔徑為2mm的孔面積與孔徑為4mm的孔面積之比 約為3時，即具有最佳的全頻吸聲性能。
[0020] 所述軟管為圓形且直徑為0.33cm，通過不同孔徑的最佳分布組合，提高了全頻段 的吸聲效果。
[0021] 所述中間面板兩側(cè)設(shè)有上面板及下面板，所述中間面板與上面板，中間面板與下 面板之間均設(shè)有若干層隔音層，增強(qiáng)了穿孔板的穩(wěn)定性與吸聲效果。
[0022] 若干層所述隔音層的填充材料為玻璃棉、石棉、多孔泡沫、聚氨醋海面或金屬纖 維，使得穿孔板可W根據(jù)不同的實(shí)際需求進(jìn)行自由組合裝配，大大提高了整體的靈活性。
[0023] 中間面板都采用侶材質(zhì)，增強(qiáng)了穿孔板的整體穩(wěn)定性同時，可W有效傳導(dǎo)由于聲 音傳動產(chǎn)生的熱量，避免破壞其內(nèi)層結(jié)構(gòu)。
[0024] 所述上面板、下面板均采用耐腐性強(qiáng)的不誘鋼材質(zhì)，有效防止外部腐蝕源進(jìn)入穿 孔板內(nèi)部引起其內(nèi)層結(jié)構(gòu)的腐化。
[00巧]原理；
[0026] 本實(shí)用新型所改進(jìn)的是穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。運(yùn)種吸聲結(jié)構(gòu)是由各種穿孔的薄板與它 們背后的空氣層組成的。運(yùn)種結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理是當(dāng)入射聲波的頻率和運(yùn)個系統(tǒng)的固有頻率 相同時，在穿孔孔徑的空氣就會因共振而劇烈振動。在振動過程中主要由于穿孔附近的摩 擦損耗而吸收聲能，從而來吸收噪聲。
[0027] 穿孔板吸聲特性主要取決于板厚、孔徑，空氣層厚度W及底層材料、穿孔率。查新 發(fā)現(xiàn)當(dāng)前對提高穿孔板的全頻的吸聲系數(shù)有很多的研究，但大多是從材料的厚度、穿孔率、 及空腔的深度運(yùn)一方面來入手的，然而就孔徑大小及其組合對穿孔板吸聲系數(shù)的影響來 說，在目前的研究中是未被關(guān)注的，因此本實(shí)用新型從孔徑角度來入手，研究不同大小孔徑 組合的最佳狀態(tài)，從而提高全頻的吸聲效果。
[0028]根據(jù)穿孔板共振頻率的計算公式：
[0031] 穿孔吸聲材料對不同頻段的噪聲的吸收是有選擇的，在其它影響穿孔板的吸聲系 數(shù)因素(包括穿孔率等)一定的條件下，根據(jù)穿孔板共振頻率計算公式可知，大孔的共振頻 率處在中低頻處，對低頻的噪聲吸收的較多，而小孔的共振頻率在高頻處，對高頻的噪聲吸 收比較多，可見孔徑越小吸聲系數(shù)曲線越向高頻方向移動。由于考慮到上述穿孔板吸聲結(jié) 構(gòu)的影響因素，本實(shí)用新型就設(shè)計在穿孔率和其它因素一定的條件下，探不同孔徑組合對 穿孔板全頻吸聲效果存在的影響。并盡可能找到大中小孔徑的最佳分布點(diǎn)，從而提高全頻 的吸聲效果。
[0032] 在評定穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)對全頻的吸聲效果的優(yōu)劣方面，可W利用平均吸聲系數(shù)之 和頻帶寬度Δ?·運(yùn)兩個物理量。平均吸聲系數(shù)是指在一定頻段范圍內(nèi)吸聲系數(shù)的均值。
[0033]
(2)
[0034] 其中fi和f2為上下限頻率，可W根據(jù)實(shí)際需要確定。可W用它來衡量吸聲材料在某 一頻段范圍內(nèi)的吸聲效果。而頻率寬度則是兩個半共振頻率之間的區(qū)域，通常表示為：
[0035]
(3)
[0036] 其中fi'和f2'分別為吸聲系數(shù)為最大值一半時所對應(yīng)的頻率稱為半共振頻率。
[0037] 但是為了簡便直接的從平均吸聲系數(shù)占和頻帶寬度Δ?·兩個方面的同時來評定穿 孔板吸聲結(jié)構(gòu)對全頻的吸聲效果，本實(shí)用新型引入一個新的物理量-吸聲面積Saf，它的表達(dá) 式是平均吸聲系數(shù)和頻帶寬度的乘積：
[00：3 引
（4)
[0039] 它是本實(shí)用新型評價全頻吸聲效果的一個新指標(biāo)。
[0040] 在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的整理過程中，發(fā)現(xiàn)孔徑為2mm、4mm、8mm隨機(jī)組合的所有分布情況在f >2500化的頻率段所對應(yīng)的吸聲系數(shù)α<24%，運(yùn)時的吸聲系數(shù)是相對比較低的；此外，它們 在f = 500Hz附近位置都存在一個共振吸收峰，運(yùn)個吸收峰是板本身的共振所引起的，并不 是由孔所引起的吸收峰(實(shí)驗(yàn)表明未穿孔的系統(tǒng)在偏離f = 500Hz附近位置也存在一個共振 吸收峰），而當(dāng)f =1000化時所對應(yīng)的α已經(jīng)下降到15% W下；由于我們研究的是不同孔徑的 分布對穿孔板吸聲效果的影響，因此要盡量忽略板本身的共振給實(shí)驗(yàn)帶來的影響，所W在 實(shí)驗(yàn)中本文把全頻定在1000-2500ΗΖ運(yùn)個范圍內(nèi)。在1000-2500ΗΖ運(yùn)個頻率段內(nèi)比較不同孔 徑組合的所有分布情況的吸聲效果的優(yōu)劣。
[0041 ]在穿孔率為1.39%的條件下，采用硬紙板材質(zhì)，厚度為0.2cm，中間所夾空氣層 0.33cm，孔徑2mm、4mm、8mm不同組合的穿孔板在全頻1000-2500HZ的全頻吸聲效果詳見圖2。 [0042]所示的多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由圖3孔徑2mm、4mm、8mm的不同組合穿孔板孔面積分布和吸 聲面積的關(guān)系，我們可W看出當(dāng)孔徑為2mm的穿孔總面積與孔徑為4mm的穿孔總面積之比約 為3時，組合穿孔板具有最大的吸聲面積Saf，全頻的吸聲效果最好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種組合穿孔板，其特征在于:包括中間面板，所述中間面板上設(shè)有由圓心向外輻射 的穿孔，所述穿孔呈環(huán)狀分布，所述中間面板內(nèi)設(shè)有由軟管組成的空氣層，所述穿孔率為 1.39%，孔徑為2_的穿孔總面積與孔徑為4_的穿孔總面積之比為3。2. 如權(quán)利要求1所述的一種組合穿孔板，其特征在于：所述軟管為圓形且直徑為 0.33cm。3. 如權(quán)利要求1所述的一種組合穿孔板，其特征在于:所述中間面板兩側(cè)設(shè)有上面板及 下面板，所述中間面板與上面板，中間面板與下面板之間均設(shè)有若干層隔音層。4. 如權(quán)利要求3所述的一種組合穿孔板，其特征在于:若干層所述隔音層的填充材料為 玻璃棉、石棉、多孔泡沫、聚氨酯海面或金屬纖維。5. 如權(quán)利要求4所述的一種組合穿孔板，其特征在于：中間面板都采用鋁材質(zhì)。6. 如權(quán)利要求3所述的一種組合穿孔板，其特征在于:所述上面板、下面板均采用耐腐 性強(qiáng)的不銹鋼材質(zhì)。
【專利摘要】一種組合穿孔板，包括中間面板，所述中間面板上設(shè)有由圓心向外輻射的穿孔，所述穿孔呈環(huán)狀分布，所述穿孔孔徑為2～8mm，所述穿孔率為1～2％，所述中間面板內(nèi)設(shè)有由圓形軟管組成的空氣層；在穿孔率為1.39％，所述孔徑為2mm的穿孔總面積與孔徑為4mm的穿孔總面積之比為3時，全頻的吸聲效果最好。有益效果：在所述中間面板上設(shè)有由圓心向外輻射的穿孔，所述穿孔呈環(huán)狀分布，所述穿孔孔徑為2～8mm，所述穿孔率為1～2％的結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，既保證了穿孔板的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時使得其具有優(yōu)良的全頻吸聲性能。
【IPC分類】G10K11/162, E04B1/86
【公開號】CN205158899
【申請?zhí)枴緾N201520849262
【發(fā)明人】潘路希, 錢澄, 邱鑫敏, 李易寒, 陳毅濤, 張妮, 石曉玥, 姚康, 熊子萱
【申請人】潘路希, 錢澄, 邱鑫敏, 李易寒, 陳毅濤, 張妮, 石曉玥, 姚康, 熊子萱
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年10月29日