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微穿孔板消聲器

微穿孔板消聲器是利用微穿孔板吸聲結構制成的消聲器。在厚度小于1mm的板材(金屬板或其他板材)上，開適量孔徑為1mm左右的微孔，穿孔率一般為1%~3%，在穿孔板后留有一定的空腔，即成為微穿孔板吸聲結構。

微穿孔板吸聲結構是一種高聲阻、低聲質量的吸聲元件。

微穿孔板消聲器的結構形式類似于阻性消聲器，按氣流通道的形狀，可分為直管式、片式、折板式、聲流式等。

微穿孔板消聲器的設計方法與阻性消聲器基本相同，不同之處在于用穿孔板吸聲結構代替了阻性吸聲材料。其消聲量也可參照彼洛夫公式進行計算。在低頻范圍使用時，當聲波的波長大于空腔尺寸時，可用共振式消聲器的消聲量公式計算。

為了保證在寬頻帶有較高的吸聲，一般均采用雙層吸聲結構。在多層時，空腔厚度可以按不同的吸聲頻帶確定。前后兩層空腔的厚度可以相同，也可以不同，接觸氣流的第一層穿孔板率可以適當高于后面一層。

為了防止聲波在空腔內沿管長方向的傳播，可以在適當部位加若干橫向擋板。

微穿孔板消聲器主要有以下一些優(yōu)點：

(1)空氣動力性能好，適用于要求阻損小的設備。

(2)氣流再生噪聲低，可以允許有較高的氣流速度。

(3)不使用阻性吸聲材料，沒有纖維、粉塵的泄漏，可用于衛(wèi)生條件要求嚴苛的醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

(4)穿孔板可用普通金屬板制成，也可以用不銹鋼或鋁板制成，或者對板材進行防腐處理，可用于高溫、潮濕、腐蝕或有短暫火焰的環(huán)境中。

在選用微穿孔板消聲器時，如果要求阻損小，可以采用直管式;如果阻損要求不太嚴格時，也可考慮采用聲流式或其他形式的消聲器。

共振吸聲結構

1、薄板共振吸聲結構

將不透氣的薄板固定在剛性壁前一定距離處，就構成了板共振吸聲結構。這個由薄板和空氣層組成的系統(tǒng)可以視為一個由質量塊和彈簧組成的振動系統(tǒng)，當入射聲波的頻率和系統(tǒng)固有頻率接近時，板就產生共振，內部摩擦將聲能轉換為熱能耗散掉。其主要吸聲范圍在共振頻率附近區(qū)域。

增加板的面密度和空氣厚度，可以使結構的共振頻率向低頻區(qū)域移動。常用的板共振結構的共振頻率處于80～300Hz的頻率范圍，吸聲系數(shù)可達0.2～0.5.

薄板共振吸聲頻率范圍很窄，只能作為以共振頻率附近頻域為主要吸聲范圍的結構。通過兩個途徑可以適當展寬它的有效吸聲范圍：一是采用密度很小的薄板進行多層組合;二是在空腔中填充多孔材料以增加板振動的阻尼。如果在板與龍骨之間增加海綿、毛氈、軟橡膠等彈性材料層，也可以改善整個結構的吸聲特性。

2、薄膜共振吸聲結構

吸聲結構中采用的膜狀材料，是指剛性很小、沒有透氣性、受力拉張后具有彈性的材料，如塑料膜、帆布等。

常用膜狀共振吸聲結構的共振頻率在200～1000Hz范圍內，共振頻率鄰近頻域的吸聲系數(shù)一般為0.3～0.4.膜狀材料主要用于中頻范圍的吸聲，非常薄的膜共振結構其共振頻率可處于高頻范圍。在實用中，為改善吸聲性能，可在其背后空氣層內充填多孔材料。

3、單腔共振吸聲結構

單腔共振吸聲結構既亥姆霍茲共振吸聲器。

單腔共振吸聲結構由一個剛性容積和一個連通外界的頸口組成?？涨恢械目諝饩哂袕椥?，類似于一個彈簧;頸口處的小空氣柱相當于質量塊，組成一彈性系統(tǒng)。當聲波入射到頸口時，由于孔頸處的摩擦阻尼，使聲能變?yōu)闊崮?。當入射聲波頻率等于共振結構的固有頻率時，孔頸處的空氣柱發(fā)生共振，此時此地的振速為極大值，相應吸收的聲能量大。外界頻率偏離共振頻率時，振速相應減小，聲能吸收也變少。

這種吸聲結構吸聲頻帶較窄，具有較強的頻率選擇性，多用于低頻有明顯音調噪聲的吸收。一般情況下，都是多個共振腔組合使用，很少單獨使用，通過調節(jié)各腔的結構尺寸來適應不同頻率的吸收。

如果想展寬共振吸聲結構的有效吸聲頻帶范圍，可以在頸口處放置一些多孔吸聲材料，或放一層薄的紡織物，以增加頸口處的聲阻。對一定的聲阻來說，振速越大，消耗的聲能越多，聲阻只有加在速度極大處才有明顯的吸聲效果。在空腔內填充多孔吸聲材料，也可改善共振效應，但效果不會太大。因空腔中的平均速度接近于零，不能發(fā)揮聲阻的效用，充填不得當，還容易減弱原有的共振效應。

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（責任編輯：xll）

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