CN110415675B - 可调声学特性的隔声装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔声技术领域，提供了一种可调声学特性的隔声装置。该装置包括内部中空的壳体，壳体的第一端为敞口，敞口覆盖有振膜，振膜设有第一磁性件；壳体的第二端设有与第一磁性件相互吸引或排斥的第二磁性件，第二磁性件相对第一磁性件的距离可调、以实现隔声装置的隔声特性的宽带调节。本发明使用时通过调节第二磁性件与第一磁性件之间的距离可改变第一磁性件受到的吸引力或排斥力的大小，进而就可改变振膜的局域共振力学特性，实现该装置隔声特性的宽带调节。可见，本发明为低频宽带隔声的薄膜隔声装置，不仅绿色经济易实施、轻质紧凑、操作便捷，而且特性灵活可调、能够根据环境需求随时调整隔声特性、可广泛适应环境需求。

Description

可调声学特性的隔声装置

技术领域

本发明涉及隔声技术领域，尤其涉及一种可调声学特性的隔声装置。

背景技术

在噪声控制领域，薄膜材料是常用的吸声材料之一。薄膜声学装置经过特殊设计已成为声学超材料，可实现亚波长声波衰减，且具备轻质和空间紧凑的特点，这已逐渐成为国内外声学专家研究的热点。

但是，由于现有的薄膜声学装置在加工制造完成以后其频率固定不变，因此它的声波高耗散频带位置便不能重新进行调整。从而在噪声源运行过程中，现有的薄膜声学装置无法适应噪声源频谱的变调成分。例如，当噪声源为螺旋桨发动机时，若螺旋桨发动机的转速发生变化，那么现有的薄膜声学装置就无法随噪声源频谱的变化调整声波高耗散频带位置。此外，由于温度变化、老化等原因薄膜预应力会发生变化，这使得现有的薄膜声学装置原有的声波损耗频带飘移，不能再满足既定频带噪声的防治需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的目的是提供一种轻质紧凑、隔声特性可调的隔声装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种可调声学特性的隔声装置，该装置包括内部中空的壳体，所述壳体的第一端为敞口，所述敞口覆盖有振膜，所述振膜设有第一磁性件；所述壳体的第二端设有与所述第一磁性件相互吸引或排斥的第二磁性件，所述第二磁性件相对所述第一磁性件的距离可调、以实现所述隔声装置的隔声特性的宽带调节。

其中，所述第一磁性件为轻质铁片或磁性片。

其中，还包括用于插设所述第二磁性件的安装套，所述壳体的第二端具有开口，所述安装套通过多个辐条悬置于所述开口内。

其中，所述安装套的内壁设有内螺纹，所述第二磁性件的外壁设有与所述内螺纹配合的外螺纹。

其中，所述第二磁性件上沿其长度方向设有刻度线。

其中，多个所述辐条沿所述安装套的周向依次设置。

其中，所述第一磁性件的数量为单个，所述壳体的第二端设有与所述第一磁性件对应的所述第二磁性件。

其中，所述第一磁性件的数量为多个，所述壳体的第二端设有与所述第一磁性件一一对应的所述第二磁性件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种可调声学特性的隔声装置，该装置包括振膜和内部中空的壳体，壳体的第一端为敞口，敞口覆盖有振膜，振膜设有第一磁性件；壳体的第二端设有与第一磁性件相互吸引或排斥的第二磁性件，第二磁性件相对第一磁性件的距离可调。使用时，在声波作用下第一磁性件与振膜之间耦合，利用局域共振机理，实现低频隔声。通过调节第二磁性件与第一磁性件之间的距离就可改变第一磁性件受到的吸引力或排斥力的大小，进而就可改变振膜的局域共振力学特性，实现该装置隔声特性的宽带调节。可见，本发明不仅绿色经济易实施、轻质紧凑、操作便捷，而且特性灵活可调能够根据环境需求随时调整隔声特性、可广泛适应环境需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中的一种可调声学特性的隔声装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1中第一磁性件和第二磁性件之间的距离与可调声学特性的隔声装置的隔声频率和传递损失的关系实验图。

附图标记：

1、壳体；2、振膜；3、第一磁性件；4、第二磁性件；5、辐条；6、安装套。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种可调声学特性的隔声装置，该装置包括内部中空的壳体1，壳体1的第一端为敞口，敞口覆盖有振膜2，振膜2设有第一磁性件3；壳体1的第二端设有与第一磁性件3相互吸引或排斥的第二磁性件4，第二磁性件4相对第一磁性件3的距离可调、以实现隔声装置的隔声特性的宽带调节。需要说明的是，此处所述的第一磁性件3和第二磁性件4为能够对磁场作出反应的部件，也就是说，能够被磁场吸引或排斥的部件。例如，第一磁性件3为轻质铁片，第二磁性件4为磁性片；或者，第一磁性件3和第二磁性件4均为磁性片。

下面以第一磁性件3与第二磁性件4相互吸引为例，对本实施例的可调声学特性的隔声装置的使用方法进行说明：

在声波作用下第一磁性件3与振膜2之间耦合，利用局域共振机理，实现低频隔声。当需要调大该装置的隔声频率时，将第二磁性件4朝向第一磁性件3移动。随着第二磁性件4不断趋近第一磁性件3，也就是说，随着第二磁性件4与第一磁性件3之间距离的不断减小，第一磁性件3受到的吸引力随之增大。在此过程中，振膜2在第一磁性件3的带动下就会朝向第二磁性件4凹陷，振膜2的张力随之变大，进而该装置的隔声频率就会增大。当需要调小该装置的隔声频率时，将第二磁性件4朝背向第一磁性件3的方向移动。随着第二磁性件4不断远离第一磁性件3，也就是说，随着第二磁性件4与第一磁性件3之间距离的不断增大，第一磁性件3受到的吸引力随之增小。在此过程中，振膜2朝向第二磁性件4的凹陷程度逐渐变小，振膜2的张力随之减小，进而该装置的隔声频率就会减小。

需要说明的是，第一磁性件3与第二磁性件4相互排斥时该装置的使用方法与上述过程相同，此处不再赘述。不同之处在于：将第二磁性件4朝向第一磁性件3移动时，第一磁性件3受到的排斥力随之增大，振膜2在第一磁性件3的带动下会朝背向第二磁性件4的方向鼓起，此时振膜2的张力随之变大。反之，将第二磁性件4朝背向第一磁性件3的方向移动时，第一磁性件3受到的排斥力随之减小，振膜2背向第二磁性件4的鼓起程度逐渐变小，此时振膜2的张力随之减小。

此外，根据声波控制需要通过设计第一磁性件3的尺寸及质量，就可在声波作用下使第一磁性件3与振膜2之间耦合，使其利用局域共振机理，实现低频隔声。如图2所示，工作人员通过调节第二磁性件4与第一磁性件3之间距离就可改变相应隔声频率下该隔声装置的隔声量。整个调节过程由远及近，即第二磁性件4与第一磁性件3之间距离l逐渐减小，例如，当l＝2.0mm时，该隔声装置在500HZ处达到最大隔声量17dB。当l＝1.0mm时，该隔声装置在800HZ处达到隔声峰值，最大隔声量为23dB。

由上可知，该装置使用时，在声波作用下第一磁性件3与振膜2之间耦合产生局域共振，通过调节第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离就可改变第一磁性件3受到的吸引力或排斥力的大小，进而就可改变振膜2的局域共振力学特性，实现该装置隔声特性的宽带调节。可见，该装置不仅结构紧凑、操作便捷、绿色经济，而且适用范围广、可根据环境需求随时调整隔声特性。

优选地，如图1所示，该装置还包括用于插设第二磁性件4的安装套6，壳体1的第二端具有开口，安装套6通过多个辐条5悬置于开口内，也就是说，辐条5的一端与开口的边缘连接、另一端延伸至开口内并与安装套6连接。更优选地，多个辐条5沿安装套6的周向依次设置。例如，辐条5的数量为三个，相邻两个辐条5之间的夹角为120°。其中，壳体1、安装套6和辐条5可一体成型。

需要说明的是，为了实现第二磁性件4与第一磁性件3之间距离的调节可采用多种方式，例如：安装套6的内壁设有内螺纹，第二磁性件4的外壁设有与内螺纹配合的外螺纹。由此，当需要减小第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时，直接将第二磁性件4从安装套6朝向第一磁性件3的一端旋出即可。反之，当需要增大第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时，直接将第二磁性件4不断旋入安装套6即可。

当然，为了省去在第二磁性件4上开设螺纹的步骤、简化工艺流程，当安装套6的内壁设有内螺纹时，第二磁性件4可采用螺栓驱动，具体地，第二磁性件4可滑动的插设于安装套6朝向第一磁性件3的一端，安装套6背向第一磁性件3的一端旋合有螺栓。由此，当需要减小第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时，将螺栓逐渐旋入安装套6即可。此时随着螺栓伸入安装套6的长度不断增加，第二磁性件4就会被螺栓逐渐推出安装套6，也就是说，此时第二磁性件4就会不断趋近第一磁性件3。反之，当需要增大第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时，将螺栓逐渐旋出安装套6即可。此时随着螺栓伸入安装套6的长度不断减小，第二磁性件4就会逐渐***安装套6，也就是说，此时第二磁性件4会不断远离第一磁性件3。

优选地，为了能够准确控制第二磁性件4移动的距离，第二磁性件4上沿其长度方向设有刻度线。

优选地，壳体1的材质为铝，振膜2的材质为PET即聚对苯二甲酸乙二酯。壳体1的横截面形状可以但不限于是圆形、椭圆形或多边形；第一磁性件3和/或第二磁性件4的横截面形状为圆形、椭圆形、多边形或异形。

优选地，第一磁性件3的数量为单个，壳体1的第二端设有与第一磁性件3对应的第二磁性件4，也就是说，第二磁性件4的数量也为单个，且与第一磁性件3相对设置。当然，第一磁性件3的数量也可设置为多个，多个第一磁性件3均布在振膜2上，此时壳体1的第二端设有与第一磁性件3一一对应的第二磁性件4。需要说明的是，第一磁性件3和第二磁性件4的位置和数量不受附图限制。

实施例2

本实施例中可调声学特性的隔声装置的结构与原理与实施例1相同，本实施例不再赘述。

不同之处在于，本实施例中第二磁性件4通过齿轮驱动，具体地，安装套6的侧壁开设有容纳孔，容纳孔内可转动地设置有齿轮，第二磁性件4上设有与齿轮配合连接的齿槽。由此，当需要减小第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时顺时针转动齿轮，随着第二磁性件4的齿槽与齿轮不断啮合，第二磁性件4逐渐伸出安装套6，也就是说，此时第二磁性件4会不断趋近第一磁性件3。反之，当需要增大第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时逆时针转动齿轮，随着第二磁性件4的齿槽与齿轮不断啮合，第二磁性件4逐渐***安装套6，也就是说，此时第二磁性件4会不断远离第一磁性件3。

实施例3

本实施例中可调声学特性的隔声装置的结构与原理与实施例1相同，本实施例不再赘述。

不同之处在于，本实施例中第二磁性件4通过活塞推杆驱动，具体地，第二磁性件4可滑动的插设于安装套6朝向第一磁性件3的一端，安装套6背向第一磁性件3的一端内配合有活塞推杆，活塞推杆用于推动第二磁性件4朝向第一磁性件3移动。由此，当需要减小第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时，只需推动活塞推杆即可。此时，随着活塞推杆伸入安装套6的长度不断增加，第二磁性件4就会在活塞推杆的推动下逐渐趋近第一磁性件3。反之，当需要增大第二磁性件4与第一磁性件3之间的距离时，只需向外拔出活塞推杆即可。此时，随着活塞推杆伸入安装套6的长度不断减小，第二磁性件4就会逐渐***安装套6即远离第一磁性件3。

需要说明的是，为了实现第二磁性件4相对第一磁性件3的距离可调，采用螺纹连接、螺杆驱动、齿轮驱动或活塞推杆驱动的方式并不构成对本申请保护范围的限制，其他能够实现第二磁性件4趋近或远离第一磁性件3的方式均可。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种可调声学特性的隔声装置，其特征在于，包括内部中空的壳体，所述壳体的第一端为敞口，所述敞口覆盖有振膜，所述振膜设有第一磁性件；所述壳体的第二端设有与所述第一磁性件相互吸引或排斥的第二磁性件，第二磁性件与第一磁性件相对设置，所述第二磁性件相对所述第一磁性件的距离可调、以实现所述隔声装置的隔声特性的宽带调节；所述第一磁性件为轻质铁片或磁性片；还包括用于插设所述第二磁性件的安装套；所述壳体的第二端具有开口，所述安装套通过多个辐条悬置于所述开口内；所述第二磁性件上沿其长度方向设有刻度线，来准确控制第二磁性件移动的距离。

2.根据权利要求1所述的可调声学特性的隔声装置，其特征在于，所述安装套的内壁设有内螺纹，所述第二磁性件的外壁设有与所述内螺纹配合的外螺纹。

3.根据权利要求1所述的可调声学特性的隔声装置，其特征在于，多个所述辐条沿所述安装套的周向依次设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的可调声学特性的隔声装置，其特征在于，所述第一磁性件的数量为单个，所述壳体的第二端设有与所述第一磁性件对应的所述第二磁性件。

5.根据权利要求1至3任一项所述的可调声学特性的隔声装置，其特征在于，所述第一磁性件的数量为多个，所述壳体的第二端设有与所述第一磁性件一一对应的所述第二磁性件。