一種磁力負剛度吸聲裝置及吸聲方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及吸聲技術領域，特別是涉及一種磁力負剛度吸聲裝置及吸聲方法。
【背景技術】
[0002]在噪聲控制工程中，常用的有兩類吸聲材料，第一類多孔吸聲材料；第二類板式共振吸聲構(gòu)件。對于第一類多孔吸聲材料，目前主要采用纖維材料制作吸聲結(jié)構(gòu)，通?？梢栽诒容^寬的頻率范圍內(nèi)達到較好的吸聲性能。然而，主要缺點是纖維材料的抗環(huán)境老化性能不佳，普遍使用的礦棉和玻璃纖維還是對人體有害的材料。另外，要取得優(yōu)良的低頻吸聲性能，要求纖維厚度具有與聲波長相當，往往會使得吸聲結(jié)構(gòu)尺寸很大。替代纖維的吸聲材料有發(fā)泡材料，如泡沫鋁，泡沫陶瓷等，由于泡沫材料都不是通透氣的，這類材料的低頻吸聲性能都不理想。鋁纖維板是一種能夠兼顧吸聲性能和環(huán)境的新型吸聲結(jié)構(gòu)，但生產(chǎn)成本很高。第二類共振吸聲構(gòu)件，如微穿孔板，常用的方法是在固體板材上鉆直徑小于0.5mm的孔制作成微穿孔板，襯以背腔體形成吸聲結(jié)構(gòu)。微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)的缺點是吸聲頻帶通常不夠?qū)?，另外，需要的鉆孔量往往很大，關鍵是低頻吸聲時背腔較深，空間占用大，加工成本比較高。已有技術中，申請?zhí)枮?00610023242.8的微孔吸聲結(jié)構(gòu)專利，由一個或多個吸聲層結(jié)構(gòu)單元并列后通過支撐固定在背板上，形成微孔吸聲結(jié)構(gòu)。吸聲層結(jié)構(gòu)單元與背板之間留有空氣間隙。整個結(jié)構(gòu)復雜且占用空間大。申請?zhí)枮?00720130003.2的超微穿孔吸聲膜的實用新型專利，采用0.05-0.3mm的超微穿孔。穿孔數(shù)量大，加工難度高。申請?zhí)枮?00810093889.7的帶共振腔吸聲體發(fā)明專利中，穿孔板后背腔內(nèi)填充100毫米厚超細離心玻璃棉，玻璃棉后留有一定距離的空腔，整個結(jié)構(gòu)厚度很大。申請?zhí)枮?00510023452 “雙面吸聲嚙合空腔無棉聲屏障”的發(fā)明專利主要采用兩層鋁纖維薄板和兩層微穿孔板，主要缺點是制作成本比較高。申請?zhí)枮?00420025074的“穿孔吸聲泡沫鋁”的實用新型專利，通過在泡沫鋁上再打孔的方法，提高吸聲性能，同樣存在制作成本高的缺點。中國專利ZL 00100641.X “管束式穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)”。該專利是在穿孔板孔下安裝管束，延伸到背腔底部，這種結(jié)構(gòu)設計復雜，不易安裝，且不能有效減小低頻吸聲背腔深度。申請?zhí)枮?00910235725.8的一種具有共振吸聲結(jié)構(gòu)的微穿孔板專利中，剛性壁面的兩端與微穿孔板的兩端分別通過柔性或彈性材料連接，可自動調(diào)整微穿孔板與剛性壁面之間的距離，優(yōu)化吸聲性能，但是該專利主動可調(diào)的距離有限。申請?zhí)枮?01120207031的復合共振吸聲結(jié)構(gòu)專利，采用穿孔板與剛性壁之間的封閉腔體內(nèi)填充吸聲材料增加吸聲性能，總體成本高，結(jié)構(gòu)厚。申請?zhí)枮?01210146634的發(fā)明專利基于微穿孔和腔內(nèi)共振系統(tǒng)的組合吸聲結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)腔內(nèi)共振系統(tǒng)的參數(shù)(平板質(zhì)量、力阻、彈簧勁度系數(shù))、微穿孔板的參數(shù)(孔徑、板厚、穿孔率)和空腔深度，可實現(xiàn)較寬頻帶吸聲，但結(jié)構(gòu)不緊湊。發(fā)明專利“一種復合低頻共振吸聲結(jié)構(gòu)”(201410165642)采用微穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)在前，薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)在后的組合方式，組成雙層共振吸聲結(jié)構(gòu)進行噪聲吸聲，同樣存在上述問題。申請?zhí)枮?01410336063的發(fā)明專利“低頻雙共振吸聲結(jié)構(gòu)及其設計方法”，采用揚聲器單元及封閉背腔、負電阻、電容和電感組成吸聲結(jié)構(gòu)，基于分流揚聲器，能夠較好的吸收具有多個特定頻率的低頻噪聲，但是這種結(jié)構(gòu)比較復雜且體積較大。以上這些共振吸聲結(jié)構(gòu)都不能從根本上降低結(jié)構(gòu)厚度，安裝使用中占用的空間較大，尤其是在低頻吸聲應用中，所需背腔深度可達200_。
[0003]鑒于此，亟待另辟蹊徑針對現(xiàn)有振膜共振結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是如何實現(xiàn)更低頻的吸聲效果或者在同一吸聲頻率下的吸聲空腔深度更小，結(jié)構(gòu)更緊湊、輕薄。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種磁力負剛度吸聲裝置，其包括基體和振膜，所述基體為中空的殼體，所述殼體的上部敞口，所述振膜覆設在所述殼體的開口處，所述振膜和基體圍成吸聲空腔；所述振膜和基體之間設有吸力結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，所述吸力結(jié)構(gòu)為鐵片和磁棒，所述鐵片覆貼在所述振膜的表面，所述磁棒設置在所述基體的底部，所述鐵片和磁棒相互吸引。
[0009]其中，所述振膜上分布有多個所述鐵片，所述基體的底部設有多個所述磁棒。
[0010]其中，所述鐵片的形狀為矩形、六角形、橢圓形或者不規(guī)則形狀；所述磁棒為圓柱體或不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
[0011]其中，所述吸力結(jié)構(gòu)為兩個磁鐵，一個所述磁鐵設于所述振膜的表面，且所述磁鐵的N極或S極朝下；另一個所述磁鐵設于所述基體的底部，該磁鐵的S極或N極朝上，兩個所述磁鐵相互吸引。
[0012]其中，所述吸力結(jié)構(gòu)為鐵合金和磁性材料，所述振膜鍍有所述鐵合金，形成鐵合金振膜，所述基體添加有所述磁性材料，形成磁性基體，所述鐵合金振膜和磁性基體相互吸引。
[0013]其中，所述殼體的開口邊緣包覆于所述振膜的周邊，形成可靠的連接。
[0014]本發(fā)明還提供一種磁力負剛度吸聲方法，設置有基體和振膜，所述基體設置為上部開口的中空殼體，所述振膜覆設在所述殼體的開口處，所述振膜和基體圍成吸聲空腔，所述振膜、基體和吸聲空腔共同形成具有正剛度的空氣彈簧；所述振膜和基體之間設有吸力結(jié)構(gòu)，所述吸力結(jié)構(gòu)形成具有負剛度的磁力彈簧，通過磁力彈簧的負剛度來減弱空氣彈簧的正剛度。
[0015](三)有益效果
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0017]本發(fā)明提供的一種磁力負剛度吸聲裝置及吸聲方法，該吸聲裝置包括基體和振膜，所述基體為中空的殼體，所述殼體的上部敞口，所述振膜覆設在所述殼體的開口處，所述振膜和基體圍成吸聲空腔，形成具有正剛度的空氣彈簧；所述振膜和基體之間設有相互吸引的吸力結(jié)構(gòu)，形成具有負剛度的磁力彈簧，通過磁力彈簧的負剛度來減弱吸聲空腔中空氣彈簧的正剛度作用，以實現(xiàn)更低頻的吸聲效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種磁力負剛度吸聲裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:m:質(zhì)量塊；K1:空氣彈簧;_1(2:磁力彈簧；1:吸聲空腔；21:振膜；22:基體；23:鐵片；24:磁棒；31:鐵合金振I旲；32:磁性基體。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0023]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0024]此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上。
[0025]本發(fā)明提供了一種磁力負剛度吸聲