与质量片14的距离不同，质量片14与磁力棒15形成的磁力弹簧的负刚度也各不相同，对于正刚度的减弱各不相同，使得每个吸声单元11的吸声频率也不同，从而改变整个周期吸声结构的吸声效果。
[0043]其中，吸声单元11空腔的深度范围最小可在I?1cm之间调节，由于每个吸声单元11中的磁力棒15与质量片14之间的距离呈周期排布，可吸收不同频段的声音，该周期吸声结构能够以较小的空腔深度实现低频吸声，具有多频、宽频的吸声特性。
[0044]进一步的，所述质量片14的形状为矩形、六角形、椭圆形或者不规则形状;所述磁棒为圆柱体或不规则的结构。
[0045]上述磁力负刚度吸声装置的工作原理如下描述；
[0046]当声波到达振膜13表面时，声波分别经由附有质量片14的振膜13和所述空腔，同时空腔中的磁力棒15对质量片14具有磁力吸引作用，首先利用振膜13振动的吸声耗能，声波引发振膜13振动，带动质量片14随之振动，进入刚性壁中的空腔内。所述振膜13和空腔壁围成的吸声空腔组成的系统类似于赫姆霍兹共振器，振动模型如图2所示的单个吸声单元中弹簧质量块模型，附有质量片的振膜组成质量块23，振膜、空腔和刚性壁共同形成空气弹簧21，所述质量片和磁力棒组成的吸力结构，形成具有负刚度的磁力弹簧22。磁力弹簧22的负刚度与吸声空腔中的空气弹簧21的正刚度相对抗，能够实现该结构的低频吸声。
[0047]质量片和磁力棒组成的吸力结构中磁力棒与质量片之间的距离呈周期排布，可吸收不同频段的声音，可以通过改变每个吸声单元中磁力棒与质量片之间的距离实现磁力弹簧负刚度的改变，从而使得每个单元的吸声效果不同；该周期吸声结构能够实现以较小的空腔深度实现低频吸声，具有多频、宽频的吸声特性。
[0048]需要说明的是，空腔的数量、排列和磁力棒与质量片之间的距离，仅用于进行示例性说明，可以根据实际情况设定，并不作为本发明的具体限定。同时，磁力棒的加磁方式，只要满足前述吸声共同体的功能需要均在本申请请求保护的范围内。
[0049]图3示出了本发明一实施例提供的磁力负刚度吸声方法的流程示意图。
[0050]301、利用多个吸声单元中的振膜、基体和空腔共同形成具有正刚度的空气弹簧；
[0051]302、利用多个吸声单元中的质量片和所述磁力棒形成具有负刚度的磁力弹簧；
[0052]303通过磁力弹簧的负刚度来减弱空气弹簧的正刚度；
[0053]304、利用所述多个吸声单元中的磁力棒的高度不等，吸收不同频段的声音。
[0054]在本发明的实施例中，所述多个吸声单元中的磁力棒的高度呈周期性排布。
[0055]本实施例中，振膜和基体壁之间设有质量片与磁力棒，磁力棒和质量片形成具有负刚度的磁力弹簧，通过磁力弹簧的负刚度来减弱空气弹簧的正刚度，以较小的空腔深度实现低频吸声。通过改变每个吸声单元中磁力棒与质量片之间的距离实现磁力弹簧负刚度的改变。每个吸声单元中磁力棒与质量片的距离呈周期排布，质量片与磁力棒之间形成的磁力弹簧的负刚度也各不相同，使得每个吸声单元的共振频率也不同，有多个吸收峰，增加了吸声带宽，从而达到了良好的吸声效果。
[0056]本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
[0057]此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0058]本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0059]最后应说明的是:本领域普通技术人员可以理解:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种磁力负刚度多频吸声装置，其特征在于，包括多个相连的吸声单元，所述吸声单元包括:基体、振膜、质量片和磁力棒;所述基体为带有空腔且上表面开口的壳体，所述基体上表面由所述振膜密封，所述质量片放置于所述振膜上方，所述磁力棒竖直置于所述基体的空腔内，相邻的吸声单元中的所述磁力棒的高度不等。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个吸声单元中的磁力棒的高度呈周期性排布。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述质量片为铁片或铁合金片。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁力棒设于所述质量片的正下方。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个吸声单元之间互相封闭。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁力棒的高度最大满足在所述磁力棒竖直置于所述基体内时所述磁力棒恰好不能吸住所述质量片的条件。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振膜为弹性薄膜。8.如权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述质量片的形状为矩形、六角形、椭圆形或者不规则形状;所述磁棒为圆柱体或不规则的结构。9.一种磁力负刚度多频吸声方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任意一项所述的磁力负刚度多频吸声装置，包括如下步骤: 利用多个吸声单元中的振膜、基体和空腔共同形成具有正刚度的空气弹簧； 利用多个吸声单元中的质量片和所述磁力棒形成具有负刚度的磁力弹簧； 通过磁力弹簧的负刚度来减弱空气弹簧的正刚度； 利用所述多个吸声单元中的磁力棒的高度不等，吸收不同频段的声音。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个吸声单元中的磁力棒的高度呈周期性排布。
【专利摘要】本发明提供的一种磁力负刚度多频吸声装置及方法，涉及吸声领域，包括多个相连的吸声单元，所述吸声单元包括：基体、振膜、质量片和磁力棒；所述基体为带有空腔且上表面开口的壳体，所述基体上表面由所述振膜密封，所述质量片放置于所述振膜上方，所述磁力棒竖直置于所述基体的空腔内，相邻的吸声单元中的所述磁力棒的高度不等。本发明提供的每个吸声单元的磁力棒的高度不等，使得每个吸声单元的共振频率也不同，增加了磁力负刚度多频吸声结构的吸声带宽，从而改善了吸声效果。
【IPC分类】G10K11/16
【公开号】CN105551478
【申请号】CN201610066997
【发明人】赵俊娟, 李贤徽, 王月月, 张斌
【申请人】北京市劳动保护科学研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月29日