吸声尖劈

                                                                                   声讯网编辑部：汪颖

        吸声尖劈是一种特殊吸声体，它要求入射其表面的声波几乎全部吸收。它是应用逐渐过渡的原理，当声波从尖端入射时，由于吸声层逐渐过渡的性质，材料的声阻抗与空气的声阻抗能较好地匹配，从而获得高效的吸收。尖劈由基部和劈部两部分组成，前者为底部断面不变的部分；后者为从尖端开始逐渐增大的部分。尖劈的基部与劈部长度的比例通常控制在1:4左右，过大和偏小都是不适宜的。如基部长度为200mm，则劈部长为800mm，这样吸声尖劈的长度为1000mm。

        尖劈有尖头和平头两种，将尖头尖劈切除一小段就成平头尖劈，平头约宽30mm左右，它对尖劈的吸声性能影响甚小。因此在吸声性能相同的情况下，采用平头尖劈长度就小，这样增加了室内有效容积，同时还便于加工制作。

        吸声尖劈主要用于建立自由声场的消声实验室内，要求正入射吸声系数达到0.99，也即要求吸收全部入射声能。尖劈对中、高频的吸声系数所决定。尖劈垂直入射吸声系数α0≧0.99时的最低频率被称为尖劈的截止频率。一般来说，尖劈截止频率与它的长度（包括安装的空腔深度）有如下的关系:fL＝c/4L。由此可见，尖劈的长度越短，截止频率越高，但实际上尖劈的截止频率除了与其长度有关外，还与形状、制作的吸声材料等有关。因此，尖劈的截止频率均通过特别的驻波管测量确定。

        类别和构造: 尖劈的类别按形状可分为尖头和平头两种；按尖劈一个单元劈数的不同可分为单劈、双劈和三劈三种；按尖劈内填的吸声材料又可分为无机纤维吸声材料（如玻璃棉、岩棉、矿渣棉等）与有机纤维吸声材料（如合成树脂纤维棉、吸声泡沫塑料等）两类。再如按加工制作方式又可分为有骨架和切割成形两种。吸声尖劈多数采用有骨架、内填多孔性吸声材料的结构。一般骨架用4mm直径的钢筋焊接而成，直径太小时尖劈骨架的刚度不够，侧向悬挑时会下垂；太大则会产生对高频声波的反射，影响尖劈的吸声性能，目前国内消声室均采用这种结构，它的缺点是因前部下垂而不易齐正。

        尖劈的吸声性能:尖劈的吸声性能与它的形式、长度（劈部和底部）、内填吸声材料的密度和护面材料等有关。目前均通过方形的大驻波管所测得的正入射吸声系数来表征。由于测试尖劈的驻波管截面面积较大，其高频的截止频率较低，大约在300～400Hz，低频的截止频率取决于驻波管的长度，管越长，其低频的截止频率就越低。尖劈的吸声特性主要是指400Hz以下的吸声频率特性。

         设计吸声尖劈时，必须考虑其用途，绝大多数尖劈主要用于建立消声室，就必须根据所要求的截止频率进行设计，并通过各种对比试验最后确定其形式、用材和长度。尖劈的吸声性能均通过驻波管测定求得，对比试验测定结果表明:

（1）在尖劈总长度相同的情况下，平头尖劈的吸声性能优于尖头劈；

（2）相同的尖劈，底部空腔深度200mm和150mm吸声性能很接近，但比100mm空腔在160～400Hz频段内有明显的提升；

（3）在尖劈长度和底部空腔相同的情况下，劈内所填吸声材料的容重为90kg/m³与85kg/m³相比，在频率为125Hz上、下各有高低，但均在0.99以上，这说明差别不大。

        根据上述测定结果，就可确定尖劈的形式、长度和所用多孔性材料的容重，进行加工制作了。