七巧板

[拼音]:geshengzhao

[英文]:acoustic enclosure

用來阻隔機器向外輻射噪聲的罩子。隔聲罩可以和機器的外殼結合在一起,也可以是離開機器的單獨的罩。隔聲罩通常是具有隔聲、吸聲、阻尼、隔振和通風、消聲等功能的綜合體,也可以具有其中幾項功能。有時也用隔聲罩來防止外界噪聲的透入,這種罩常稱為隔聲箱。

隔聲罩的結構可以是完全封閉的,也可以留有必要的開口、活門或觀察孔。特殊的隔聲罩有一、二個面是能開啟的,便於取放構件。小的隔聲罩只有幾個釐米大小,而最大的可高達幾十米。

主要結構

外殼由一層不透氣的具有一定重量和剛性的金屬材料製成,一般用2~3毫米厚的鋼板,鋪上一層阻尼層。阻尼層常用瀝青阻尼膠浸透的纖維織物或纖維材料(用瀝青浸麻袋布、玻璃布、氈類或石棉絨等),有的用特製的阻尼漿。外殼附加阻尼層是為了避免發生板的吻合效應和板的低頻共振。外殼也可以用木板或塑料板製作,輕型隔聲結構可用鋁板製作。要求高的隔聲罩可做成雙層殼, 內層較外層薄一些;兩層的間距一般是6~10釐米,填以多孔吸聲材料。罩的內側附加吸聲材料,以吸收聲音並減弱空腔內的噪聲。在這層吸聲材料上覆一層穿孔護面板,其穿孔的面積約佔護面面積的20~30%。在罩和機器、罩和基礎之間,通常填以橡皮墊,以防止振動的傳輸。可以開啟的活門和觀察孔,要密封好。對於需要散熱的裝置,應在隔聲罩上留有必要的通風管道。這種管道要有消聲結構,或者裝消聲器。在設計隔聲罩時,要注意滿足工藝和維修的要求,有時要採取防止油汙、粉塵和腐蝕等措施。不同構造的隔聲罩及其所達到的效果如圖所示。

罩的隔聲原理

衡量一個罩的降噪效果,經常用插入損失IL來表示。它表示在罩外空間的某點,在加罩前、後的聲壓級的差值,這相當於罩的實際降噪效果。插入損失的計算公式為:

式中α為罩內表面的平均吸聲係數;τ為罩的平均透射係數。由此可見,為了提高罩的隔聲效果,罩內應有比較大的聲吸收。當α 等於τ時,IL為0。內表面吸聲過小的罩子,降噪的效果很差。

對於靠近聲源的罩,也就是罩的體積和聲源的體積相差不多時,罩內的空間很小,罩與機器本身會成為一個振動耦合系統。為了防止罩的殼體振動和空間耦合共振,須要加阻尼層和較厚的吸聲材料。為了防止低頻共振,吸聲材料的厚度應不小於罩和機器之間空腔厚度的一半。

對罩上開孔部分的漏聲,嚴格計算比較複雜。它與孔的大小、位置、深度以及噪聲的頻率有關。在稜或角上的孔,要比板面中心的孔漏聲多。一般估計孔的漏聲時,可以認為孔的透射係數為1。具有總面積為S的罩,如果所有開孔的面積的總和為△S′,則罩的最高隔聲量R為:

R =10 lg(S/ΔS′)對於一個有六個面的方罩,如果開口占兩個面,則它的最高平均隔聲量為 5分貝。如用於防止聲音從罩外透入罩內(作為隔聲箱),外部和內部聲壓級L1和L2的差值,即降噪量NR為:

NR=L1-L2=R +10 lgα

在考慮低頻隔聲時,理論分析與實驗結果證明,罩的隔板和空腔的低頻共振頻率均應遠離裝置的工作頻率。

許多裝置,如球磨機、空氣壓縮機、發電機、電動機、柴油機等都可以採用隔聲罩。

參考書目

R.K.Miller & W.V.Montone,Handbook of Acoustical Enclosures and Barriers,The Fairmont Press,IEC.,1978.