本發(fā)明涉及一種吸聲隔聲裝置及其制作方法，具體涉及一種仿亥姆霍茲共振器耳塞及其制作方法。

背景技術(shù)：

目前所用的吸音隔音耳塞，通常都是由普通吸音材料，如棉纖維等組成，用料對于普通聲音具有一定的隔音效果，但是對于較大的高分貝噪音不具有隔音作用，噪聲聲波仍可通過耳塞傳入耳膜，對耳膜造成危害。

亥姆霍茲共振器吸聲作為一種有效的低頻噪聲控制措施和方法而被廣泛的運(yùn)用，當(dāng)聲音亥姆霍茲共振器的位置時，當(dāng)共振器內(nèi)部空氣受到外界波動的強(qiáng)制壓縮時，管道內(nèi)的空氣會發(fā)生振動性的運(yùn)動，而空腔內(nèi)的空氣對之產(chǎn)生恢復(fù)力，聲波能量會在共振器中被消耗掉，目前，對亥姆霍茲共振器最常用的改進(jìn)方式是改變其幾何參數(shù)，如頸部長度、橫截面積，以及腔體體積等。

此外，現(xiàn)在絕大多數(shù)耳塞都是通過隔絕聲波來達(dá)到隔音目的，這種隔音都是被動隔音，效果有限，如果使用吸音材料再配合相關(guān)制作工藝就可以制作出主動吸音防噪的耳塞。

靜電紡納米多孔材料的優(yōu)良吸聲性能源于其微納米結(jié)構(gòu)，使之在極小的厚度下也能達(dá)到和常規(guī)厚度的普通吸聲纖維材料相近的流阻和吸聲效率；特別是常規(guī)吸聲材料難以吸收的低頻波段的能量，同時大大提高了吸聲頻率的帶寬。多孔材料吸音效果重要受孔徑大小，孔數(shù)量和孔通透程度影響。一般而言，孔徑越小，孔數(shù)量越多，孔通透連接越多，吸音效果越好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種吸音隔音耳塞，其適用于處理不同的噪音環(huán)境，具有消音頻率廣、吸聲效果好等優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種吸音隔音耳塞，其結(jié)構(gòu)包括彈性外殼和外殼夾層兩部分，彈性外殼采用仿亥姆霍茲共振器外形，由一腔體一頸部組成，外殼夾層內(nèi)填充有多孔吸音材料。

優(yōu)選的，外殼腔體內(nèi)直徑d的取值范圍為0.4-1.2cm。

優(yōu)選的，外殼腔體夾層厚度r的取值范圍為0.3-0.5cm。

優(yōu)選的，彈性外殼頸部內(nèi)直徑d的取值范圍為0.4-0.8cm。

優(yōu)選的，彈性外殼頸部長度l的取值范圍為0.3-1cm。

優(yōu)選的，所述多孔吸音材料包括納米微球與纖維兩部分，所述納米微球的數(shù)量約為6×10⁸個/cm2，單個納米微球直徑為3-15μm，納米微球上的孔數(shù)量為300-800個，孔直徑為80-1500nm，纖維直徑為100-700nm。

本發(fā)明還提供了一種吸音隔音耳塞的制作方法，包括以下步驟：

s1：在棕色磨口瓶中以質(zhì)量為單位配制紡絲溶液，溶劑為四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺，溶質(zhì)為聚苯乙烯，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為15-20℃，相對濕度為50-60％，把配置好的溶液放在磁力攪拌器上勻速攪拌2-4h，至溶液均勻,制得的紡絲溶液；

s2：將步驟s1配置好的紡絲溶液倒入注射器中，將注射器固定在注射泵上，注射器噴射口和實(shí)驗(yàn)接收板分別連接直流高壓電源的正負(fù)極，接收板用鋁箔覆蓋，打開注射泵調(diào)節(jié)流量，待溶液緩慢流出后打開高壓電源并調(diào)節(jié)電壓開始紡絲實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)零高壓電源并切斷電源，取下接收板鋁箔上收集多孔吸音材料；

s3：采用彈性硅膠或乳膠材料制作仿亥姆霍茲共振器外殼；

s4：將s2制得的多孔吸音材料填充在s3制作仿亥姆霍茲共振器外殼夾層(2)中，制得吸音耳塞。

優(yōu)選的，步驟s1中四氫呋喃與n-n二甲基甲酰胺質(zhì)量配比為3：1。

優(yōu)選的，步驟s1中紡絲溶液濃度為30-35wt％。

優(yōu)選的，步驟s2中工藝參數(shù)為：注射器噴射口內(nèi)徑為0.7mm，容量為10ml，接收板和注射器噴射口之間的距離為20-35cm，電壓調(diào)節(jié)范圍為5-20kv，流速范圍為0.3-0.8ml/h，注射器噴射口內(nèi)徑為0.7mm，容量為10ml。

本發(fā)明的有益效果在于：采用仿亥姆霍茲共振器形狀外殼并填充制備的多孔納米微球制作仿亥姆霍茲共振器外觀的耳塞，通過調(diào)節(jié)新型吸音耳塞外形尺寸和多孔吸音材料紡絲參數(shù)以適用于處理不同的噪音環(huán)境，具有消音頻率廣、吸聲效果好等優(yōu)點(diǎn)，同時提供了最適宜制備多孔吸音材料的原料配比和實(shí)驗(yàn)條件，操作方便、控制簡單、工藝流程短。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種吸音隔音耳塞結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為多孔吸音材料電鏡圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

請參見圖1，本發(fā)明一實(shí)施例所示的一種吸音隔音耳塞包括外殼1和外殼夾層2兩部分，外殼1是仿亥姆霍茲共振器外形，由一圓球形腔體一頸部組成，外殼夾層2內(nèi)填充有多孔吸音材料。所述多孔吸音材料電鏡圖如圖2所示。在本實(shí)施例中，外殼1的材料為彈性硅膠或乳膠材料。外殼腔體內(nèi)直徑d的取值范圍為0.4-1.2cm。頸部開口相對的外殼腔體夾層厚度r的取值范圍為0.3-0.5cm。外殼頸部內(nèi)直徑d的取值范圍為0.4-0.8cm。外殼頸部長度l的取值范圍為0.3-1cm，所述多孔吸音材料包括納米微球與纖維兩部分，所述納米微球的數(shù)量約為6×10⁸個/cm²，單個納米微球直徑為3-15μm，納米微球上的孔數(shù)量為300-800個，孔直徑為80-1500nm，纖維直徑為100-700nm。

下面通過三個具體實(shí)施例舉例說明上述吸音隔音耳塞的制備方法。

實(shí)施例1

s1：以質(zhì)量為單位在棕色磨口瓶中配置紡絲溶液溶劑，

在棕色磨口瓶中以質(zhì)量為單位配制紡絲溶液溶劑，溶劑為四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺，溶劑質(zhì)量配比為四氫呋喃：n-n二甲基甲酰胺＝3：1,稱取聚苯乙烯作為溶質(zhì)，配制紡絲溶液，把配置好的溶液放在磁力攪拌器上勻速攪拌3h，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度和相對濕度，至溶液均勻,配制溶液濃度為30wt％紡絲溶液；

s2：將步驟s1配置好的紡絲溶液倒入噴射口內(nèi)徑為0.7mm，容量為10ml的注射器中，將注射器固定在注射泵上，注射器噴射口和實(shí)驗(yàn)接收板分別連接直流高壓電源的正負(fù)極，接收板用鋁箔覆蓋，接收板和噴絲頭之間的距離調(diào)節(jié)為35cm，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度在20℃左右，相對濕度在55％左右，調(diào)節(jié)紡絲時電壓10kv，流速為0.4ml/h，實(shí)驗(yàn)裝置檢查無誤后打開注射泵調(diào)節(jié)流量，待溶液緩慢流出后打開高壓電源并調(diào)節(jié)電壓開始紡絲實(shí)驗(yàn)。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)零高壓電源并切斷電源，然后取下接收板鋁箔上收集到的纖維和纖維膜制品得到所需的多孔吸音材料。

s3：以具有彈性的硅膠為材料以d為0.4cm，d為0.4cm，l為0.3cm,r為0.3cm按圖1所示的示意圖制作彈性外殼。

s4：將制得的新型吸音材料按圖1所示的示意圖填充在夾層2中，制得吸音耳塞。

實(shí)例2

s1：以質(zhì)量為單位在棕色磨口瓶中配置紡絲溶液溶劑，在棕色磨口瓶中以質(zhì)量為單位配制紡絲溶液溶劑，溶劑為四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺，溶劑質(zhì)量配比為四氫呋喃：n-n二甲基甲酰胺＝3：1,稱取聚苯乙烯作為溶質(zhì)，配制紡絲溶液，把配置好的溶液放在磁力攪拌器上勻速攪拌3h，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度和相對濕度，至溶液均勻,配制溶液濃度為35wt％紡絲溶液；

s2：將步驟s1配置好的紡絲溶液倒入噴射口內(nèi)徑為0.7mm，容量為10ml的注射器中，將注射器固定在注射泵上，注射器噴射口和實(shí)驗(yàn)接收板分別連接直流高壓電源的正負(fù)極，接收板用鋁箔覆蓋，接收板和噴絲頭之間的距離調(diào)節(jié)為25cm，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度在20℃左右，相對濕度在55％左右，調(diào)節(jié)紡絲時電壓10kv，流速為0.4ml/h，實(shí)驗(yàn)裝置檢查無誤后打開注射泵調(diào)節(jié)流量，待溶液緩慢流出后打開高壓電源并調(diào)節(jié)電壓開始紡絲實(shí)驗(yàn)。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)零高壓電源并切斷電源，然后取下接收板鋁箔上收集到的纖維和纖維膜制品得到所需的多孔吸音材料。

s3：以具有彈性的硅膠為材料以d為0.8cm，d為0.6cm，l為0.5cm,r為0.4cm按圖1所示的示意圖制作彈性外殼。

s4：將制得的新型吸音材料按圖1所示的示意圖填充在夾層2中，制得吸音耳塞。

實(shí)例3

s1：以質(zhì)量為單位在棕色磨口瓶中配置紡絲溶液溶劑，在棕色磨口瓶中以質(zhì)量為單位配制紡絲溶液溶劑，溶劑為四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺，溶劑質(zhì)量配比為四氫呋喃：n-n二甲基甲酰胺＝3：1,稱取聚苯乙烯作為溶質(zhì)，配制紡絲溶液，把配置好的溶液放在磁力攪拌器上勻速攪拌3h，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度和相對濕度，至溶液均勻,配制溶液濃度為35wt％紡絲溶液；

s2：將步驟s1配置好的紡絲溶液倒入噴射口內(nèi)徑為0.7mm，容量為10ml的注射器中，將注射器固定在注射泵上，注射器噴射口和實(shí)驗(yàn)接收板分別連接直流高壓電源的正負(fù)極，接收板用鋁箔覆蓋，接收板和噴絲頭之間的距離調(diào)節(jié)為20cm，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度在20℃左右，相對濕度在55％左右，調(diào)節(jié)紡絲時電壓10kv，流速為0.4ml/h，實(shí)驗(yàn)裝置檢查無誤后打開注射泵調(diào)節(jié)流量，待溶液緩慢流出后打開高壓電源并調(diào)節(jié)電壓開始紡絲實(shí)驗(yàn)。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)零高壓電源并切斷電源，然后取下接收板鋁箔上收集到的纖維和纖維膜制品得到所需的多孔吸音材料。

s3：以具有彈性的硅膠為材料以d為1cm，d為0.8cm，l為0.8cm,r為0.3cm按圖1所示的示意圖制作彈性外殼。

s4：將制得的新型吸音材料按圖1所示的示意圖填充在夾層2中，制得吸音耳塞。

實(shí)例4

s1：以質(zhì)量為單位在棕色磨口瓶中配置紡絲溶液溶劑，在棕色磨口瓶中以質(zhì)量為單位配制紡絲溶液溶劑，溶劑為四氫呋喃和n-n二甲基甲酰胺，溶劑質(zhì)量配比為四氫呋喃：n-n二甲基甲酰胺＝3：1,稱取聚苯乙烯作為溶質(zhì)，配制紡絲溶液，把配置好的溶液放在磁力攪拌器上勻速攪拌3h，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度和相對濕度，至溶液均勻,配制溶液濃度為30wt％紡絲溶液；

s2：將步驟s1配置好的紡絲溶液倒入噴射口內(nèi)徑為0.7mm，容量為10ml的注射器中，將注射器固定在注射泵上，注射器噴射口和實(shí)驗(yàn)接收板分別連接直流高壓電源的正負(fù)極，接收板用鋁箔覆蓋，接收板和噴絲頭之間的距離調(diào)節(jié)為20cm，控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度在20℃左右，相對濕度在55％左右，調(diào)節(jié)紡絲時電壓10kv，流速為0.4ml/h，實(shí)驗(yàn)裝置檢查無誤后打開注射泵調(diào)節(jié)流量，待溶液緩慢流出后打開高壓電源并調(diào)節(jié)電壓開始紡絲實(shí)驗(yàn)。待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，調(diào)零高壓電源并切斷電源，然后取下接收板鋁箔上收集到的纖維和纖維膜制品得到所需的多孔吸音材料。

s3：以具有彈性的硅膠為材料以d為1.2cm，d為0.4cm，l為1.0cm,r為0.5cm按圖1所示的示意圖制作彈性外殼。

s4：將制得的新型吸音材料按圖1所示的示意圖填充在夾層2中，制得吸音耳塞。

綜上所述，采用仿亥姆霍茲共振器形狀外殼并填充制備的多孔納米微球制作仿亥姆霍茲共振器外觀的耳塞，通過調(diào)節(jié)新型吸音耳塞外形尺寸和多孔吸音材料紡絲參數(shù)以適用于處理不同的噪音環(huán)境，具有消音頻率廣、吸聲效果好等優(yōu)點(diǎn)，同時提供了最適宜制備多孔吸音材料的原料配比和實(shí)驗(yàn)條件，操作方便、控制簡單、工藝流程短。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。