消声器的声学原理

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　　消声器是一种可以阻碍或减弱声音向外传播，而不允许气流顺利通过的噪声控制设备，根据消声器的原理和结构不同，大体上可以分为四类，每一类中又分多种型式。

　　1. 阻抗性消声器(吸声)

　　各种阻性消声器结构示意图

　　  · 型式：片式、直管式、蜂窝式等。

　　 · 消声性能：中高频。

　　  · 主要用途：通风空调系统管道、机房进排风口，空气动力设备进排风口。

　　2. 抗性消声器(阻抗失配)

　　扩张式消声器的消声特性

　　单节扩张式消声器

　　  · 型式：扩张式，共振腔式等。

　　  · 消声性能：低中频、低频等。

　　  · 主要用途：空压机、柴油机、汽车或摩托车发动机等以低中频噪声为主的设备排气噪声。

　　3. 阻抗复合式消声器

　　(a)阻性-扩张室复合式消声器;(b)阻性-扩张室复合式消声器;(c)阻性-共振腔复合式消声器;(d)阻性-共振腔-扩张室复合消声器

　　常见的阻抗复合式消声器

　　  · 型式：阻性及共振复合式、阻性及扩张复合式、抗性及微穿孔板复合式等。

　　  · 消声性能：宽频带。

　　  · 主要用途：各类宽频带噪声源。

　　4. 喷注耗散型消声器(减压扩散)

　　小孔喷注消声器及其插入损失

　　  · 型式：小孔喷注式、多孔扩散式、节流减压式。

　　  · 消声性能：宽频带。

　　  · 主要用途：各类排气放空噪声。

　　◆◆消声器性能评价◆◆

　　1. 消声器综合性能评价

　　由于消声器安装在设备上，在消声的同时，还要让气流畅通，因此有一个综合性能要求。基本要求：

　　  · 消声性能在正常工况下(一定的流速、温度、湿度、压力等)，在所要求的频率范围，有足够大的消声量。消声量又分为动态频谱消声量(有气流流通时)和静态频谱消声量(无气流通过时)。

　　  · 空气动力性能消声器对气流的阻力要小，阻力系数要低，即安装要求消声器后增加的压力损失或功率损耗要控制在实际允许的范围内。气流通过消声器时所产生的气流再生噪声要低，又不影响空气动力设备的正常运行。消声器的空气动力性能通常用阻力(压力)损失来表示，它管壁的摩擦阻力损失和结构上的局部阻力损失两部分组成。

　　  · 结构强度性能消声器的材料和结构坚固耐用，耐高温、耐腐蚀、耐潮湿、耐粉尘;对于耐高压的消声器(如高压排气消声器)，应由取得压力容器生产许可证的单位生产制作。另外，消声器要体积小，重量轻，结构简单，便于加工、安装和维修。此外，消声器的外形应美观大方，表面装饰与环境协调，使用寿命长，性价比高。

　　2. 消声器的声学性能评价量

　　  · 传声损失TL：消声器元件两端声功率级之差(不计末端反射影响)称为传声损失，又称透射损失，通常又称为消声器的消声量。传声损失表示元件的声学特性，可在实验室内间接测量得到，受声学环境影响较大，用于理论分析。

　　  · 插入损失IL：系统中插入消声器元件前后，系统外某定点(同一空间、同一方位、距管口同样距离、同样条件的测点)测得的声压级之差称为插入损失。IL 是在系统外测试声压级，反映了声源、消声器及消声器末端三者声学特性的综合效果，它可以现场测量(末端法或管口法)，简便实用，但测量受环境影响，一般管口法测量数据相对可靠些。

　　(a)末端法;(b)管口法

　　测量消声器插入损失示意图

　　  · 轴向衰减量La：为消声器内部轴线上两点间单位长度的声压级差值，反映消声器自身的声学特性，主要用于描述消声器内部的声传播特性。

　　轴向贯穿法测量消声器声衰减示意图

　　不同的消声原理、消声频率特性和消声量，使得消声器的种类、型式多种多样。消声器综合性能除了消声性能外，其空气动力性能和机械结构性能也十分重要。由于产生空气动力性噪声的设备种类多、应用广泛，因而形成了一个规模可观的消声器市场，所以在选用上要注意综合考虑。

　　来源：声讯网微信公众号(ID：sosoac)，作者：杨蒙恩、王子铮。