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微穿孔板消声器

微穿孔板消声器是利用微穿孔板吸声结构制成的消声器。在厚度小于1mm的板材(金属板或其他板材)上，开适量孔径为1mm左右的微孔，穿孔率一般为1%~3%，在穿孔板后留有一定的空腔，即成为微穿孔板吸声结构。

微穿孔板吸声结构是一种高声阻、低声质量的吸声元件。

微穿孔板消声器的结构形式类似于阻性消声器，按气流通道的形状，可分为直管式、片式、折板式、声流式等。

微穿孔板消声器的设计方法与阻性消声器基本相同，不同之处在于用穿孔板吸声结构代替了阻性吸声材料。其消声量也可参照彼洛夫公式进行计算。在低频范围使用时，当声波的波长大于空腔尺寸时，可用共振式消声器的消声量公式计算。

为了保证在宽频带有较高的吸声，一般均采用双层吸声结构。在多层时，空腔厚度可以按不同的吸声频带确定。前后两层空腔的厚度可以相同，也可以不同，接触气流的第一层穿孔板率可以适当高于后面一层。

为了防止声波在空腔内沿管长方向的传播，可以在适当部位加若干横向挡板。

微穿孔板消声器主要有以下一些优点：

(1)空气动力性能好，适用于要求阻损小的设备。

(2)气流再生噪声低，可以允许有较高的气流速度。

(3)不使用阻性吸声材料，没有纤维、粉尘的泄漏，可用于卫生条件要求严苛的医药、食品等行业。

(4)穿孔板可用普通金属板制成，也可以用不锈钢或铝板制成，或者对板材进行防腐处理，可用于高温、潮湿、腐蚀或有短暂火焰的环境中。

在选用微穿孔板消声器时，如果要求阻损小，可以采用直管式;如果阻损要求不太严格时，也可考虑采用声流式或其他形式的消声器。

共振吸声结构

1、薄板共振吸声结构

将不透气的薄板固定在刚性壁前一定距离处，就构成了板共振吸声结构。这个由薄板和空气层组成的系统可以视为一个由质量块和弹簧组成的振动系统，当入射声波的频率和系统固有频率接近时，板就产生共振，内部摩擦将声能转换为热能耗散掉。其主要吸声范围在共振频率附近区域。

增加板的面密度和空气厚度，可以使结构的共振频率向低频区域移动。常用的板共振结构的共振频率处于80～300Hz的频率范围，吸声系数可达0.2～0.5.

薄板共振吸声频率范围很窄，只能作为以共振频率附近频域为主要吸声范围的结构。通过两个途径可以适当展宽它的有效吸声范围：一是采用密度很小的薄板进行多层组合;二是在空腔中填充多孔材料以增加板振动的阻尼。如果在板与龙骨之间增加海绵、毛毡、软橡胶等弹性材料层，也可以改善整个结构的吸声特性。

2、薄膜共振吸声结构

吸声结构中采用的膜状材料，是指刚性很小、没有透气性、受力拉张后具有弹性的材料，如塑料膜、帆布等。

常用膜状共振吸声结构的共振频率在200～1000Hz范围内，共振频率邻近频域的吸声系数一般为0.3～0.4.膜状材料主要用于中频范围的吸声，非常薄的膜共振结构其共振频率可处于高频范围。在实用中，为改善吸声性能，可在其背后空气层内充填多孔材料。

3、单腔共振吸声结构

单腔共振吸声结构既亥姆霍兹共振吸声器。

单腔共振吸声结构由一个刚性容积和一个连通外界的颈口组成。空腔中的空气具有弹性，类似于一个弹簧;颈口处的小空气柱相当于质量块，组成一弹性系统。当声波入射到颈口时，由于孔颈处的摩擦阻尼，使声能变为热能。当入射声波频率等于共振结构的固有频率时，孔颈处的空气柱发生共振，此时此地的振速为极大值，相应吸收的声能量大。外界频率偏离共振频率时，振速相应减小，声能吸收也变少。

这种吸声结构吸声频带较窄，具有较强的频率选择性，多用于低频有明显音调噪声的吸收。一般情况下，都是多个共振腔组合使用，很少单独使用，通过调节各腔的结构尺寸来适应不同频率的吸收。

如果想展宽共振吸声结构的有效吸声频带范围，可以在颈口处放置一些多孔吸声材料，或放一层薄的纺织物，以增加颈口处的声阻。对一定的声阻来说，振速越大，消耗的声能越多，声阻只有加在速度极大处才有明显的吸声效果。在空腔内填充多孔吸声材料，也可改善共振效应，但效果不会太大。因空腔中的平均速度接近于零，不能发挥声阻的效用，充填不得当，还容易减弱原有的共振效应。

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