本發(fā)明涉及吸聲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前在噪聲控制工程中，微穿孔板共振結(jié)構(gòu)是一種廣泛采用的吸聲技術(shù)。眾所周知，微穿孔板結(jié)構(gòu)是在板厚小于1.0mm的薄板上穿以孔徑小于1.0mm的微孔或?qū)挾刃∮?.0mm的微縫，穿孔率在0.3-5％之間，板后部留有一定厚度(1-20cm)的空氣層，空腔內(nèi)不填任何吸聲材料。其共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機理是，微穿孔板上的每一個穿孔與其相對應(yīng)的空氣層組成的系統(tǒng)類似于亥姆霍茲共振器，微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)可理解為許多亥姆霍茲共振器的并聯(lián)。當聲波進入小孔后便激發(fā)空腔內(nèi)空氣振動，如果聲波頻率與該結(jié)構(gòu)共振頻率相同時，腔內(nèi)空氣便發(fā)生共振，穿孔板孔頸處空氣柱往復振動，速度、幅值達最大值，摩擦與阻尼也最大；此時，使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮茏疃啵聪穆暷茏疃?，從而發(fā)揮高效吸聲作用。

基于上述性能優(yōu)勢，微穿孔板共振結(jié)構(gòu)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如飛機降噪、體育館吸聲、通風管道吸聲等。然而，微孔的孔徑橫截面較小或微縫的縫隙橫截面較小，加工難度較大；且對于現(xiàn)有傳統(tǒng)的單層微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)來說，其有效吸聲中心頻率固定且頻帶窄的本質(zhì)決定了它不能有效地應(yīng)對上述復雜的噪聲環(huán)境。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決現(xiàn)有的吸聲結(jié)構(gòu)對不同頻率的噪聲吸收能力有限的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)，包括箱形基體、吸聲板和控磁組件，所述吸聲板采用磁致伸縮材料制成，所述箱形基體具有開口，且所述吸聲板覆蓋于所述箱形基體的開口處，以使所述箱形基體內(nèi)部形成吸聲空腔，所述吸聲板上具有連通所述吸聲空腔的消聲縫隙，所述控磁組件包括電磁鐵、噪聲頻率采集元件和控制器，所述控制器的信號接收端口與所述噪聲頻率采集元件的信號輸出端口連接，所述控制器的信號輸出端口與所述電磁鐵連接，以控制所述電磁鐵形成改變所述消聲縫隙大小的磁場強度。

其中，所述吸聲板包括多層子板，多層所述子板在豎直方向上層疊設(shè)置，每層所述子板上均設(shè)有吸聲孔，且各層所述子板上的所述吸聲孔錯位連通形成所述消聲縫隙。

其中，所述噪聲頻率采集元件為傳聲器，并根據(jù)獲取的噪聲頻率以電壓信號的方式輸出至所述控制器。

其中，所述控制器為電壓調(diào)制電路。

其中，所述電壓調(diào)制電路包括存儲模塊和比較判斷模塊，所述儲存模塊儲存預設(shè)的所述子板上所述吸聲孔的孔徑與磁場強度閾值的第一關(guān)系表，磁場強度與輸出電流的第二關(guān)系表以及噪聲頻率與所述吸聲孔的孔徑的第三關(guān)系表；所述比較判斷模塊根據(jù)噪聲頻率依次查找所述第一關(guān)系表、所述第二關(guān)系表和所述第三關(guān)系表，獲得所需施加的電流強度。

其中，所述電磁鐵設(shè)置于所述吸聲空腔內(nèi)，且平鋪于所述箱形基體底部。

其中，所述磁致伸縮材料為金屬與合金磁致伸縮材料、鐵氧體磁致伸縮材料或稀土金屬間化合物磁致伸縮材料。

其中，所述箱形基體采用剛性材料制成。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：本發(fā)明磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)通過吸聲板與箱形基體連接從而形成吸聲空腔，磁致伸縮材料的吸聲板上具有消聲縫隙，工作過程中，噪聲頻率采集元件用于獲取環(huán)境噪聲頻率，并輸出至控制器，控制器的信號接收端口與噪聲頻率采集元件的信號輸出端口連接，控制器的控制信號輸出端通過引線與電磁鐵電連接，進而通過控制器調(diào)整電磁鐵的電流大小，改變磁場強度，吸聲板在磁場強度的影響下會產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，造成一定的伸縮量，從而使消聲縫隙的大小上產(chǎn)生相應(yīng)的改變，實現(xiàn)吸聲板對于不同頻率噪聲的可控主動吸聲性能，擴大了吸聲結(jié)構(gòu)的有效吸聲頻帶。當聲波進入消聲縫隙后便激發(fā)吸聲空腔內(nèi)空氣振動，聲波頻率與該結(jié)構(gòu)共振頻率相同時,吸聲空腔內(nèi)空氣便發(fā)生共振，使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而發(fā)揮高效吸聲作用。進一步的，消聲縫隙橫截面的大小受到磁場強度的控制，可以根據(jù)通過控磁組件進行實時調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)吸聲性能，滿足不同場合的吸聲要求，應(yīng)用廣泛。因此本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，生產(chǎn)成本低，吸聲效果顯著的特點，為適應(yīng)不同場合的吸聲要求提供可靠保障。

除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3是圖2的a-a向剖面圖。

圖中：1：箱形基體；2：吸聲板；3：電磁鐵；4：噪聲頻率采集元件；5：控制器；10：吸聲空腔；20：消聲縫隙；21：子板；210：吸聲孔。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

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，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明實施例提供的磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)，包括箱形基體1、吸聲板2和控磁組件，吸聲板2采用磁致伸縮材料制成，箱形基體1具有開口，且吸聲板2覆蓋于箱形基體1的開口處，以使箱形基體1內(nèi)部形成吸聲空腔10，吸聲板2上具有連通吸聲空腔10的消聲縫隙20，控磁組件包括電磁鐵3、噪聲頻率采集元件4和控制器5，控制器5的信號接收端口與噪聲頻率采集元件4的信號輸出端口連接，控制器5的信號輸出端口與電磁鐵3連接，以控制電磁鐵3形成改變消聲縫隙20大小的磁場強度。

本發(fā)明磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)通過吸聲板與箱形基體連接從而形成吸聲空腔，磁致伸縮材料的吸聲板上具有消聲縫隙，工作過程中，噪聲頻率采集元件用于獲取環(huán)境噪聲頻率，并輸出至控制器，控制器的信號接收端口與噪聲頻率采集元件的信號輸出端口連接，控制器的控制信號輸出端通過引線與電磁鐵電連接，進而通過控制器調(diào)整電磁鐵的電流大小，改變磁場強度，吸聲板在磁場強度的影響下會產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，造成一定的伸縮量，從而使消聲縫隙的大小上產(chǎn)生相應(yīng)的改變，實現(xiàn)吸聲板對于不同頻率噪聲的可控主動吸聲性能，擴大了吸聲結(jié)構(gòu)的有效吸聲頻帶。當聲波進入消聲縫隙后便激發(fā)吸聲空腔內(nèi)空氣振動，聲波頻率與該結(jié)構(gòu)共振頻率相同時,吸聲空腔內(nèi)空氣便發(fā)生共振，使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而發(fā)揮高效吸聲作用。進一步的，消聲縫隙橫截面的大小受到磁場強度的控制，可以根據(jù)通過控磁組件進行實時調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)吸聲性能，滿足不同場合的吸聲要求，應(yīng)用廣泛。因此本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，生產(chǎn)成本低，吸聲效果顯著的特點，為適應(yīng)不同場合的吸聲要求提供可靠保障。

其中，吸聲板2包括多層子板21，多層子板21在豎直方向上層疊設(shè)置，每層子板21上均設(shè)有吸聲孔210，且各層子板21上的吸聲孔210錯位連通形成消聲縫隙20。本發(fā)明的吸聲板為復合層結(jié)構(gòu)，由多層磁致伸縮材料的子板貼合構(gòu)成，每層子板上具有多個貫通的吸聲孔，相鄰兩層子板上的吸聲孔錯位連通，形成消聲縫隙，即相鄰兩層子板上的的吸聲孔的至少部分重合，本實施例中是僅有吸聲孔的局部處于連通狀態(tài)，其他部分被相鄰的子板蓋合，這樣可使消聲縫隙在變化的磁場中變化更加明顯。相鄰兩層磁致伸縮材料的相對位置可調(diào)，以便調(diào)整所述消聲縫隙的大小。而且本發(fā)明除了在消聲縫隙具有吸聲效果外，每層子板的吸聲孔也具有吸聲能力，從而提高吸聲效果。當聲波到達復合吸聲板表面時，聲音進入吸聲孔，經(jīng)過錯位連通的消聲縫隙后，進入到吸聲空腔內(nèi)。因此，在聲音通過吸聲板時，聲音除了在流過消聲縫隙時具有能量損耗外，還在流過吸聲孔時具有能量損耗，提高吸聲板的吸聲效率；消聲縫隙即相當于現(xiàn)有技術(shù)的微孔或者微縫，使得本發(fā)明的吸聲板在加工時，也可以不加工出細小的微孔或者微縫結(jié)構(gòu)，僅需要保證子板上一定大小的吸聲孔，通過錯位布置子板即能夠形成吸聲縫隙，解決了現(xiàn)有技術(shù)在吸聲板上加工微孔或微縫困難的問題，降低生產(chǎn)成本。

其中，噪聲頻率采集元件4為傳聲器，并根據(jù)獲取的噪聲頻率以電壓信號的方式輸出至控制器5。噪聲頻率采集元件用于將聲音轉(zhuǎn)換成電信號的傳聲器，技術(shù)相對成熟，在滿足信號采集功能的基礎(chǔ)上，配置成本相對較低。傳聲器優(yōu)選設(shè)置在吸聲板的前側(cè)，也即聲源側(cè)。

進一步的，控制器5為電壓調(diào)制電路。其中，電壓調(diào)制電路包括存儲模塊和比較判斷模塊，儲存模塊儲存預設(shè)的子板21上吸聲孔210的孔徑與磁場強度閾值的第一關(guān)系表，磁場強度與輸出電流的第二關(guān)系表以及噪聲頻率與吸聲孔210的孔徑的第三關(guān)系表；比較判斷模塊根據(jù)噪聲頻率依次查找第一關(guān)系表、第二關(guān)系表和第三關(guān)系表，獲得所需施加的電流強度。控制器可以采用單片機為控制單元執(zhí)行，也可以采用電壓調(diào)制電路施加激勵電壓。該電壓調(diào)制電路的具體元件配置可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，故本文不再贅述。也就是說，電壓調(diào)制電路能夠根據(jù)傳聲器接收的噪聲頻率，確定吸收該噪聲所需的最佳吸聲孔孔徑；然后根據(jù)磁致伸縮材料自身的磁致伸縮特性、所獲得的吸收該噪聲所需的最佳孔徑、電磁鐵的自身性質(zhì)，調(diào)整所需的電流強度，并通過引線調(diào)整電磁鐵的電流大小從而產(chǎn)生相應(yīng)強度的磁場。

其中，電磁鐵3設(shè)置于吸聲空腔10內(nèi)，且平鋪于箱形基體1底部。電磁鐵設(shè)置于箱形基體底部一方面可節(jié)省空間，另一方面能夠更有利于保證吸聲板整體處在較為均勻的磁場中，減少外界干擾，且更加有效的為吸聲板提供穩(wěn)定的磁場環(huán)境。

另外，磁致伸縮材料為金屬與合金磁致伸縮材料、鐵氧體磁致伸縮材料或稀土金屬間化合物磁致伸縮材料。

其中，箱形基體1采用剛性材料制成。例如，金屬、木材、玻璃、有機玻璃、陶瓷、石膏或水泥制成。

使用時，根據(jù)需要選取子板的層數(shù)，各子板的相對位置可調(diào)，以便調(diào)整消聲縫隙的大小，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。此外，各子板均可以為單片板，顯然，僅就子板結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)而言，也可以包括多層貼合設(shè)置的子板。對于每層子板而言，其上的吸聲孔形狀、尺寸和排布方式可以完全相同也可以不同，以適應(yīng)不同的應(yīng)用情境，但要保證上下子板上吸聲孔相對應(yīng)的位置要求。例如，吸聲孔的形狀可以為圓孔，也可以根據(jù)設(shè)置為矩形、六角形、橢圓形或者不規(guī)則形狀；各吸聲孔可以矩陣式排列，也可以采用其他方式布置。

綜上所述，本發(fā)明磁致伸縮吸聲結(jié)構(gòu)通過吸聲板與箱形基體連接從而形成吸聲空腔，磁致伸縮材料的吸聲板上具有消聲縫隙，工作過程中，噪聲頻率采集元件用于獲取環(huán)境噪聲頻率，并輸出至控制器，控制器的信號接收端口與噪聲頻率采集元件的信號輸出端口連接，控制器的控制信號輸出端通過引線與電磁鐵電連接，進而通過控制器調(diào)整電磁鐵的電流大小，改變磁場強度，吸聲板在磁場強度的影響下會產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，造成一定的伸縮量，從而使消聲縫隙的大小上產(chǎn)生相應(yīng)的改變，實現(xiàn)吸聲板對于不同頻率噪聲的可控主動吸聲性能，擴大了吸聲結(jié)構(gòu)的有效吸聲頻帶。當聲波進入消聲縫隙后便激發(fā)吸聲空腔內(nèi)空氣振動，聲波頻率與該結(jié)構(gòu)共振頻率相同時,吸聲空腔內(nèi)空氣便發(fā)生共振，使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而發(fā)揮高效吸聲作用。進一步的，消聲縫隙橫截面的大小受到磁場強度的控制，可以根據(jù)通過控磁組件進行實時調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)吸聲性能，滿足不同場合的吸聲要求，應(yīng)用廣泛。因此本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，生產(chǎn)成本低，吸聲效果顯著的特點，為適應(yīng)不同場合的吸聲要求提供可靠保障。

最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。