CN114170993A - 吸声结构及吸声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸声结构及吸声装置，所述吸声结构包括绝缘基板、第一绝缘膜体、第一磁性件和导电体；其中，所述绝缘基板上开设有通孔，所述第一绝缘膜体贴附于所述绝缘基板的一侧面上，所述第一绝缘膜体在所述通孔内的部分悬空，所述第一磁性件固定于所述第一绝缘膜体上并位于所述通孔内，所述导电体固定于所述绝缘基板背向所述第一绝缘膜体的一侧面上，所述导电体呈封闭环状且环绕所述通孔。本发明公开的吸声结构可解决现有的薄膜共振吸声结构应用局限性大、吸声效果不佳的技术问题。

Description

吸声结构及吸声装置

技术领域

本发明属于消声器技术领域，具体涉及一种吸声结构及吸声装置。

背景技术

薄膜共振吸声结构在消声降噪装置中被广泛使用。传统的薄膜共振吸声结构通常将薄膜贴附于封闭腔体的开口处，使薄膜与封闭腔体内的空气形成共振系统，当入射声波频率等于系统的共振频率时即产生共振，此时入射声波激发薄膜产生振动，振动将导致声波能量的损耗，从而达到吸声的目的。

然而，该结构吸声频带窄，仅在共振频率附近才具有较好的吸声性能。而该结构的共振频率由薄膜的密度、张力以及封闭腔体的深度共同决定，若要调整其吸声频带，则需更换薄膜或改变封闭腔体的深度。如此非常不便，且在实际应用中通常受限于设备内的空间而无法作上述调整，致使该吸声结构的实际应用受到限制。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的在于提供一种吸声结构，旨在解决现有的薄膜共振吸声结构应用局限性大、吸声效果不佳的技术问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种吸声结构，所述吸声结构包括绝缘基板、第一绝缘膜体、第一磁性件和导电体；其中：

所述绝缘基板上开设有通孔，所述第一绝缘膜体贴附于所述绝缘基板的一侧面上，所述第一绝缘膜体在所述通孔内的部分悬空，所述第一磁性件固定于所述第一绝缘膜体上并位于所述通孔内，所述导电体固定于所述绝缘基板背向所述第一绝缘膜体的一侧面上，所述导电体呈封闭环状且环绕所述通孔。

进一步地，所述吸声结构还包括第二绝缘膜体和第二磁性件；其中：

所述第二绝缘膜体与所述导电体间隔设置，且所述第二绝缘膜体的一侧面与所述导电体背向所述绝缘基板的一侧相对，所述第二磁性件固定于所述第二绝缘膜体背向所述导电体的一侧面上。

进一步地，所述吸声结构还包括固定框，所述第二绝缘膜体的边缘连接于所述固定框的内侧壁上。

进一步地，所述绝缘基板的边缘连接于所述固定框的内侧壁上。

进一步地，所述第一磁性件的充磁方向与所述导电体的轴向相互平行。

进一步地，所述第二磁性件的充磁方向与所述导电体的轴向相互平行。

进一步地，所述第二磁性件呈片状并覆盖所述导电体的内环。

进一步地，所述第二绝缘膜体的厚度大于所述第一绝缘膜体的厚度。

进一步地，所述第一磁性件的材质为钕铁硼、钐钴、铝镍钴中的任意一种。

进一步地，所述第二磁性件的材质为钕铁硼、钐钴、铝镍钴中的任意一种。

进一步地，所述绝缘基板的材质为聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯中的任意一种。

进一步地，所述导电体的材质为铜、软铁材料中的任意一种。

进一步地，所述通孔为多个，所述第一磁性件、所述导电体均为多个且与所述通孔一一对应。

对应地，本发明还提出一种吸声装置，所述吸声装置包括如前述的吸声结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的吸声结构，通过在开设有通孔的绝缘基板的两侧面上分别设置导电体以及随第一绝缘膜体振动的第一磁性件，当外界噪音的声波能量引起第一绝缘膜体位于通孔内的悬空部分发生振动时，将带动第一磁性件在通孔内相对导电体作切割磁感线的往复移动，从而在导电体上产生环形感应电流，环形感应电流又会产生新的磁场，根据楞次定律，新的磁场始终与第一磁性件的运动相对抗，这种对抗形成的阻尼作用将消耗外界噪音的声波能量，达到吸声效果。该吸声方式引入了电磁的作用，相比于仅依靠薄膜共振来消耗声音能量的传统结构，不再受限于共振频率，吸声能力得到显著提升。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明吸声结构一实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明吸声结构另一实施例的剖面结构示意图；

图3为本发明吸声结构另一实施例的分解结构示意图。

附图标记说明：

标号	名称	标号	名称
				1	绝缘基板	5	第二绝缘膜体
2	第一绝缘膜体	6	第二磁性件
				3	第一磁性件	7	固定框
4	导电体	11	通孔

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1，本发明一实施例提供一种吸声结构，该吸声结构包括绝缘基板1、第一绝缘膜体2、第一磁性件3和导电体4；其中：

绝缘基板1上开设有通孔11，第一绝缘膜体2贴附于绝缘基板1的一侧面上，第一绝缘膜体2在通孔11内的部分悬空，第一磁性件3固定于第一绝缘膜体2上并位于通孔11内，导电体4固定于绝缘基板1背向第一绝缘膜体2的一侧面上，导电体4呈封闭环状且环绕通孔11。

在本实施例中，第一绝缘膜体2为具有预设张力的薄膜，具体地，可通过绷膜工具将第一绝缘膜体2张紧后贴附于绝缘基板1上，而具体的张力大小可通过测量第一绝缘膜体2共振频率与张力的关系进行调整。图示性地，通孔11可为圆孔，第一磁性件3可呈圆柱状并设置于该圆孔的圆心处，导电体4可呈圆环状；优选地，导电体4的内圈直径与通孔11的孔径相等，且导电体4与通孔11同轴心配合。

当外界存在噪音时，噪音的声波能量将引起第一绝缘膜体2位于通孔11内的悬空部分发生振动，从而带动第一磁性件3在通孔11内相对导电体4往复移动，该往复移动相当于导电体4在做切割磁感线运动，由此将因电磁感应而在导电体4上产生感应电流，感应电流的方向为沿顺时针或逆时针环绕导电体4；而该环形感应电流又会产生新的磁场(以下描述中所述新的磁场，均指该磁场)，根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，因此新的磁场将始终与第一磁性件3的运动相对抗，这种对抗形成的阻尼作用将消耗声波能量，达到吸声的效果。

由此可见，本实施例提供的吸声结构，通过在开设有通孔11的绝缘基板1的两侧面上分别设置导电体4以及随第一绝缘膜体2振动的第一磁性件3，当外界噪音的声波能量引起第一绝缘膜体2位于通孔11内的悬空部分发生振动时，将带动第一磁性件3在通孔11内相对导电体4作切割磁感线的往复移动，从而在导电体4上产生环形感应电流，环形感应电流又会产生新的磁场，根据楞次定律，新的磁场始终与第一磁性件3的运动相对抗，这种对抗形成的阻尼作用将消耗外界噪音的声波能量，达到吸声效果。该吸声方式引入了电磁的作用，相比于仅依靠薄膜共振来消耗声音能量的传统结构，不再受限于共振频率，吸声能力得到显著提升。

进一步地，参照图1，在一个示例性的实施例中，吸声结构还包括第二绝缘膜体5和第二磁性件6；其中：

第二绝缘膜体5与导电体4间隔设置，且第二绝缘膜体5的一侧面与导电体4背向绝缘基板1的一侧相对，第二磁性件6固定于第二绝缘膜体5背向导电体4的一侧面上。

在本实施例中，第二绝缘膜体5可采用与第一绝缘膜体2同样的方式进行张紧并将其边缘固定于支承座上。图示性地，第二绝缘膜体5可位于绝缘基板1下方并与导电体4相对，第二磁性件6可位于导电体4的正下方。当导电体4上的环形感应电流产生新的磁场时，该新的磁场将与下方的第二磁性件6相互作用，使第二磁性件6带动第二绝缘膜体5一同作往复运动(或振动)，从而进一步消耗外界噪音的声波能量，增强吸声效果。

进一步地，参照图2，在一个示例性的实施例中，吸声结构还包括固定框7，第二绝缘膜体5的边缘连接于固定框7的内侧壁上。

具体地，参照图2，绝缘基板1的边缘连接于固定框7的内侧壁上。

图示性地，通过固定框7的连接作用，使绝缘基板1、第一绝缘膜体2、第一磁性件3、导电体4、第二绝缘膜体5和第二磁性件6构成一个完整的吸声单元。

具体地，第一磁性件3的充磁方向与导电体4的轴向相互平行。

具体地，第二磁性件6的充磁方向与导电体4的轴向相互平行。

当第一磁性件3、第二磁性件6的充磁方向与导电体4的轴向相互平行时，若第一磁性件3在第一绝缘膜体2的振动下沿导电体4的轴向往复移动，则新的磁场与第一磁性件3、第二磁性件6之间产生的阻尼作用将最大化，此时可最大程度消耗外界噪音的声波能量。

具体地，参照图1和图2，第二磁性件6呈片状并覆盖导电体4的内环。

第二磁性件6呈薄片状且覆盖导电体4的内环(此处覆盖指的是从图示的竖直方向看，导电体4的内环完全处于第二磁性件6所覆盖的范围内)时，新的磁场产生的作用力将使第二磁性件6本身发生一定程度的形变，该形变作用可进一步消耗外界噪音的声波能量。优选地，第二磁性件6呈圆形且其圆心位于导电体4的中心轴上，如此可使第二磁性件6的受力(即新的磁场产生的作用力)面积最大化。

具体地，第二绝缘膜体5的厚度大于第一绝缘膜体2的厚度。

膜体的厚度越大，吸收低频声波的性能越好。通过第一绝缘膜体2、第二绝缘膜体5的相互配合，可拓宽该吸声结构的吸声频带。

具体地，第一磁性件3的材质为钕铁硼、钐钴、铝镍钴中的任意一种。

具体地，第二磁性件6的材质为钕铁硼、钐钴、铝镍钴中的任意一种。

具体地，导电体4的材质为铜、软铁材料中的任意一种。

具体地，绝缘基板1的材质为聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯中的任意一种。

聚酰亚胺(Polyimide)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)均为高分子材料，均具有耐高温、声学性能较好的特点，在实际应用中可根据需要选用，具体地，可先制成薄膜，再将多层薄膜通过胶粘的方式贴合成复合膜，最终制成绝缘基板1，如此可改善声学性能。

进一步地，参照图2和图3，在一个示例性的实施例中，通孔11为多个，第一磁性件3、导电体4均为多个且与通孔11一一对应。

如图3所示，多个第一磁性件3和导电体4在绝缘基板1上形成多个消声单元的阵列，可大幅提高消声效果。优选地，第二磁性件6亦可如图示设置为相对应的多个。

对应地，本发明实施例还提供一种吸声装置，吸声装置包括上述任一实施例中的吸声结构。

在本实施例中，吸声装置具体可以是应用于隔音墙、音响设备、运行时产生较大噪音的机器上的消声器。由于该吸声装置采用了上述吸声结构所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，本发明公开的吸声结构及吸声装置的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种吸声结构，其特征在于，所述吸声结构包括绝缘基板、第一绝缘膜体、第一磁性件和导电体；其中：

所述绝缘基板上开设有通孔，所述第一绝缘膜体贴附于所述绝缘基板的一侧面上，所述第一绝缘膜体在所述通孔内的部分悬空，所述第一磁性件固定于所述第一绝缘膜体上并位于所述通孔内，所述导电体固定于所述绝缘基板背向所述第一绝缘膜体的一侧面上，所述导电体呈封闭环状且环绕所述通孔。

2.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声结构还包括第二绝缘膜体和第二磁性件；其中：

所述第二绝缘膜体与所述导电体间隔设置，且所述第二绝缘膜体的一侧面与所述导电体背向所述绝缘基板的一侧相对，所述第二磁性件固定于所述第二绝缘膜体背向所述导电体的一侧面上。

3.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声结构还包括固定框，所述第二绝缘膜体的边缘连接于所述固定框的内侧壁上；

且/或，所述绝缘基板的边缘连接于所述固定框的内侧壁上。

4.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，所述第一磁性件的充磁方向与所述导电体的轴向相互平行；

且/或，所述第二磁性件的充磁方向与所述导电体的轴向相互平行。

5.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，所述第二磁性件呈片状并覆盖所述导电体的内环。

6.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，所述第二绝缘膜体的厚度大于所述第一绝缘膜体的厚度。

7.根据权利要求2所述的吸声结构，其特征在于，所述第二磁性件的材质为钕铁硼、钐钴、铝镍钴中的任意一种。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的吸声结构，其特征在于，所述通孔为多个，所述第一磁性件、所述导电体均为多个且与所述通孔一一对应。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的吸声结构，其特征在于，所述绝缘基板的材质为聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯中的任意一种；

所述第一磁性件的材质为钕铁硼、钐钴、铝镍钴中的任意一种；

所述导电体的材质为铜、软铁材料中的任意一种。

10.一种吸声装置，其特征在于，所述吸声装置包括如权利要求1至9中任一项所述的吸声结构。

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