用于气路消声的声学超材料以及可调谐大宽带消声器的制作方法

本发明属于声学超材料消声，具体涉及一种用于气路消声的声学超材料以及可调谐大宽带消声器。

背景技术：

1、随着人们生活水平的提高和相关法律法规的颁布，噪声污染愈加受到关注。消声器作为降低噪声的装置，在保证气流能通过的情况下又能有效降低声能向外传播，已被广泛应用在机电设备、汽车、高铁、飞机、建筑等领域。当前，消声器在高频部分可以采用传统的材料和结构解决，但对于1000hz以内的中低频噪声控制仍然是一个难题。而且，现有的用于气路消声的声学超材料以及消声器，单元组宽带吸声性能或单频点吸声性能较差，结构复杂。

2、因此，提供一种能够在1000hz以内的中低频对噪声进行控制，并且单元组宽带吸声性能或单频点吸声性能较好的用于气路消声的声学超材料以及消声器，将具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、鉴于上述技术问题，本发明提供一种用于气路消声的声学超材料以及可调谐大宽带消声器，以解决或缓解现有的用于气路消声的声学超材料和消音器存在的至少一个技术问题。

2、根据本发明的具体实施方式，第一方面，本发明提供一种用于气路消声的声学超材料，包括多个声学超材料单胞结构，每个单胞结构包括：第一隔板、第一插入隔板、第二插入隔板、单胞外壳和第二隔板，第一隔板和第二隔板分别设置在单胞外壳的两端，第一隔板上设置进气孔，第二隔板上设置排气孔，第一插入隔板和第二插入隔板插入到单胞外壳的腔体中，第一插入隔板靠近进气孔，第二插入隔板靠近排气孔，且第一插入隔板和第二插入隔板的插入长度均小于等于单胞外壳长度的一半。

3、可选地，多个声学超材料单胞结构呈阵列式或者阶梯式排布。

4、可选地，进气孔、排气孔、第一隔板和第二隔板均为正方形，进气孔的边长小于等于第一隔板的边长，排气孔的边长小于等于第二隔板的边长。

5、可选地，在进气孔周围还设置圆形进气孔，在排气孔周围还设置圆形排气孔。

6、可选地，圆形进气孔的直径小于第一隔板的边长减去进气孔边长的两倍。

7、可选地，圆形排气孔的直径小于第二隔板的边长减去排气孔边长的两倍。

8、第二方面，本发明还提供一种用于气路消声的可调谐大宽带消声器，包括进气装置、排气装置和中间体，中间体设置在进气装置和排气装置之间，中间体包括如前所述任一项用于气路消声的声学超材料。

9、可选地，进气装置包括进气口以及与进气口连接的进气腔体；排气装置包括排气口以及与排气口连接的排气腔体。

10、可选地，中间体的多个声学超材料单胞结构在进气装置与排气装置之间呈阵列式或者阶梯式排布。

11、可选地，用于气路消声的可调谐大宽带消声器还包括上隔板和下隔板，分别位于中间体的上下两侧。

12、可选地，用于气路消声的可调谐大宽带消声器的外壳厚度大于等于1mm。

13、本发明实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

14、(1)本发明提供的用于气路消声的声学超材料和可调谐大宽带消声器将声学超材料单胞结构在空间上阵列式或阶梯式排布，能提升单元组宽带吸声性能或单频点吸声性能，进而提升用于气路消声的声学超材料和可调谐大宽带消声器的消声效果。

15、(2)本发明提供的用于气路消声的声学超材料和可调谐大宽带消声器能够根据实际应用场景尺寸要求和目标位置噪声的频率点，灵活搭配进气装置、排气装置和声学超材料中间体，调整降噪带宽实现消声效果。

16、(3)本发明提供的用于气路消声的声学超材料和可调谐大宽带消声器在1000hz内具有大宽带消声效果，进而能够在1000hz以内的中低频对噪声进行控制。而且，本发明提供的用于气路消声的声学超材料和可调谐大宽带消声器还能够根据消声的频率进行单频点或者多频点吸声。

17、(4)本发明提供的用于气路消声的声学超材料和可调谐大宽带消声器采用标准尺寸化的设计，标准化尺寸能够保证各部分很好地拼合，防止产品损坏或者有缺陷；整体结构简单，可以用非3d打印的方式进行批量生产。

技术特征：

1.一种用于气路消声的声学超材料，包括多个声学超材料单胞结构，其特征在于，每个单胞结构包括：第一隔板、第一插入隔板、第二插入隔板、单胞外壳和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板分别设置在所述单胞外壳的两端，所述第一隔板上设置进气孔，所述第二隔板上设置排气孔，所述第一插入隔板和所述第二插入隔板插入到所述单胞外壳的腔体中，所述第一插入隔板靠近所述进气孔，所述第二插入隔板靠近所述排气孔，且所述第一插入隔板和第二插入隔板的插入长度均小于等于单胞外壳长度的一半。

2.根据权利要求1所述的用于气路消声的声学超材料，其特征在于，所述多个声学超材料单胞结构呈阵列式排布或者阶梯式排布。

3.根据权利要求1所述的用于气路消声的声学超材料，其特征在于，所述进气孔、所述排气孔、所述第一隔板和所述第二隔板均为正方形，所述进气孔的边长小于等于第一隔板的边长，所述排气孔的边长小于等于所述第二隔板的边长。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于气路消声的声学超材料，其特征在于，在所述进气孔周围还设置圆形进气孔，在所述排气孔周围还设置圆形排气孔。

5.根据权利要求4所述的用于气路消声的声学超材料，其特征在于，所述圆形进气孔的直径小于第一隔板的边长减去进气孔边长的两倍，所述圆形排气孔的直径小于第二隔板的边长减去排气孔边长的两倍。

6.一种用于气路消声的可调谐大宽带消声器，其特征在于，所述可调谐大宽带消声器包括进气装置、排气装置和中间体，所述中间体设置在所述进气装置和所述排气装置之间，所述中间体包括如权利要求1-5任一项所述用于气路消声的声学超材料。

7.根据权利要求6所述的用于气路消声的可调谐大宽带消声器，其特征在于，所述进气装置包括进气口以及与进气口连接的进气腔体；所述排气装置包括排气口以及与排气口连接的排气腔体。

8.根据权利要求6所述的用于气路消声的可调谐大宽带消声器，其特征在于，所述中间体的多个声学超材料单胞结构在进气装置与排气装置之间呈阵列式排布或者阶梯式排布。

9.根据权利要求6-8任一项所述的用于气路消声的可调谐大宽带消声器，其特征在于，还包括上隔板和下隔板，分别位于所述中间体的上下两侧。

10.根据权利要求9任一项所述的用于气路消声的可调谐大宽带消声器，其特征在于，所述用于气路消声的可调谐大宽带消声器的外壳厚度大于等于1mm。

技术总结用于气路消声的声学超材料以及可调谐大宽带消声器，属于消声领域。声学超材料包括多个声学超材料单胞结构，每个单胞结构包括第一隔板、第一插入隔板、第二插入隔板、单胞外壳和第二隔板，第一隔板和第二隔板位于单胞外壳两端，第一隔板设置进气孔，第二隔板设置排气孔，第一和第二插入隔板插入到单胞外壳腔体中，且插入长度小于等于单胞外壳长度一半。本发明还提供可调谐大宽带消声器，包括进气装置、排气装置和设置在进气装置和排气装置间的中间体，中间体包括所述声学超材料。本发明声学超材料和可调谐大宽带消声器能在1000Hz内中低频对噪声进行控制。解决现有可调谐大宽带消声器很难在1000Hz以内中低频对噪声进行控制的技术问题。技术研发人员：陈朋辉,黄森,何海浪,李司光受保护的技术使用者：迈默智塔（无锡）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/21