微穿孔板消聲器

微穿孔板消聲器是利用微穿孔板吸聲結構製成的一種新型消聲器。不用任何多孔吸聲材料，只在厚度小於1mm的薄金屬板上鑽許多微孔，這些微孔的孔徑一般為0.5~1mm左右，穿孔率在1%~3%之間，在穿孔板後留有一定的空腔，就成為微穿孔板吸聲結構。微穿孔板是高聲阻、低聲質量的吸聲元件。

基本介紹

• 中文名：微穿孔板消聲器
• 定義：用微穿孔板吸聲結構製成的消聲器
• 金屬板厚度：小於1mm
• 孔徑：一般為0.5~1mm左右
• 穿孔率：1%~3%之間
• 特點：高聲阻、低聲質量

分類特性

微穿孔板聲學結構在消聲技術領域有十分廣泛的套用，微穿孔板消聲器用金屬穿孔薄板製成，常見的微穿孔板可用鋼板 （管）、不鏽鋼板 （管）、合金板（管）等材料製作，由於微穿孔板後的空氣層內可填裝多孔性岩棉材料，即利用吸聲材料的阻性吸聲原理，進一步達到降噪消聲目的。其吸聲係數高，吸收頻頻寬，壓力損失很小，氣流再生噪聲低，且易於控制。為獲得寬頻帶高吸收效果，一般用雙層微穿孔板結構。微穿孔板與外殼之間以及微穿孔板之間的空腔尺寸大小按需要吸收的頻帶不同而異，吸收低頻、中頻、高頻時，空腔尺寸依次為150～200mm、80～120mm和30～50mm，雙層結構的前腔深度一般應小於後腔，前後腔深度之比不大於1:3，前部接近氣流的一層微穿孔板穿孔率應高於後層，為減小軸向聲傳播的影響，可在微穿孔板消聲器的空腔內每隔500mm左右加一塊橫向隔板。

若採用薄金屬板，則具有耐高溫、防濕、防火、防腐等獨特的優點，適用性強且還適宜在高速氣流流場中使用，例如放空排氣、內燃機、空壓機等排氣系統，壓力損失極小。

右圖（a）是最簡單的筒式微穿孔板消聲器，常用金屬板厚為1mm，穿孔率為1%～3%，孔徑1mm以下，腔深根據共振頻率的要求計算而得。

右圖（b）是簡單的筒式雙層微穿孔板消聲器。組成氣流通道的金屬微穿孔板，稱為第一層。最外層密閉的鋼板，稱為外殼。在兩端部於第一層微穿孔板與外層之間，用預定形狀的鋼板堵截焊牢，構成密閉的空腔。在第一層微穿孔板與其外殼之間，再加一道微穿孔板，稱為第二層。一、二層之間所占有的空間，稱為前腔，二者之間的垂直距離，稱為前腔腔深。第二層微穿孔板與外殼之間所占有的空間，稱為後腔，二者之間的垂直距離，稱為後腔腔深。前、後腔腔深，皆視所需降噪噪聲的共振頻率而定。

產品特點

微穿孔板消聲器具有如下的特點：

1、不僅具有阻抗複合式消聲器的特點，而且有較寬的消聲頻帶；

2、可用金屬結構代替消聲材料，同時它還有耐高溫、耐油、防水、防火和防腐蝕等特性；

3、微穿孔板穿孔率低，表面光潔，氣流的阻力小，適用於阻損要求小的設備；

4、氣流再生噪聲低，適用於較高速氣流的情況，尤其適用於放空排氣；

5、可用於對衛生環境要求嚴格的醫藥、食品等行業。

消聲量計算

微穿孔板消聲器的最簡單形式是單層管式消聲器，這是一種共振式吸聲結構。對於低頻聲，當聲波波長大於共振腔(空腔)尺寸時，其消聲量可以用共振消聲器的計算公式計算其消聲量，即：

式中： ， ；

r—相對聲阻；

S—通道截面積，m²；

V—板後空腔體積，m³；

c— 空氣中聲速，m/s；

f—入射聲波的頻率，Hz；

f_r—微穿孔板的共振頻率，Hz；可由下式計算：

式中：t'=t+0.8d+1/3PD；

t—微穿孔板厚度；

P—穿孔率；

D—板後空腔深度；

d—穿孔直徑。

對於中頻消聲，其消聲量可以套用阻性消聲公式進行計算；

對於高頻噪聲，其消聲量可以用如下經驗公式計算：

式中：v—氣流速度，m/s；其適用範圍為20~120 m/s。

因此，消聲量與流速有關，流速增大，消聲性能變差。金屬微穿孔板消聲器可承受較高氣流的衝擊，當流速為70 m/s時，仍有10 dB的消聲量。

微穿孔板消聲器往往採用雙層微穿孔板串聯，這樣可以使吸聲頻帶加寬。對於低頻噪聲，當共振頻率降低D₁/(D₁ + D₂)倍時(D_1、D₂分別為雙層微穿孔板前腔和後腔的深度)，則其吸收頻率向低頻擴展3.5倍。