1.一种用于宽频噪声抑制的双工作模式的声衬,其特征在于:包括四周设有环形槽阵列的声学管道(1),声学管道(1)中心为声衬穿孔,声学管道(1)前端开设传声器安装孔(6),传声器安装孔(6)内安设传声器(7);声学管道(1)壁上间隔布设共振腔(3),共振腔(3)底部向声衬穿孔处开设喷口(5),共振腔(3)顶部开设粘接槽(4),粘接槽(4)顶部粘接振动膜片(8),振动膜片(8)上安设压电材料(9),压电材料(9)的顶部和侧壁分别安设上电极(10)和下电极(11),上电极(10)和下电极(11)分别连接形成压电声衬;所述共振腔阵列设置,所述压电材料为压电片;所述传声器与声学管道壁平齐安设;压电材料组成阵列形成分布式阻抗可调节的声衬系统。
2.一种利用权利要求1所述的用于宽频噪声抑制的双工作模式的声衬抑制宽频噪声的控制方法,其特征在于:压电材料组成阵列形成分布式阻抗可调节的声衬系统,在压电材料的上电极和下电极间通入30V以内的直流电使声衬工作在体积调节即静态模式;通入30V交流电使声衬工作在射流调节即动态模式;在静态模式和动态模式两种模式下,实现宽频段保持较高的吸声系数;具体包括如下步骤:(1) 系统工作时,传声器拾取到声压信号,经过傅立叶变换计算得出噪声的频率f;当f<500Hz时,即为中低频噪声,声衬将于动态模式工作;当f>500Hz时,即为中高频噪声,声衬将于静态模式工作;
(2)动态模式:在压电材料的上电极和下电极间通入30V交流电,压电材料产生收缩伸张的交替运动,带动振动膜片上、下往复运动,在声衬穿孔中吹出或吸入微量气流形成正向或负向微射流,通过热线风速仪测量交流电压驱动下的射流速度,通过传声器测量得到系统此时的传递损失,记录下交流电压频率,声衬穿孔处所产生的射流速度以及传递损失最大值对应的噪声频率;当噪声频率f不同时,声衬通入不同频率的交流电,产生速度不同的射流,形成涡流,将声能转换成热能,将低于500Hz的噪声成分进行抑制,降到最低;
(3)静态模式:在压电材料的上电极和下电极间通入30V以内的直流电,压电材料变形,带动振动膜片发生上拱或下凹的变形,腔体体积随之变化,实现共振频率的调节,压电声衬的共振频率f0表达式如下: (1),
式中: c —声速; V —共振腔体积; G —传导率,传导率的计算公式为:
(2)
其中:d为孔径;t为板厚;n为消声孔个数;
通过传声器测量得到系统此时的传递损失,传递损失最大值对应的频率即为压电声衬的共振频率f0;记录下所施加的直流电压幅值以及压电声衬的共振频率f0;当噪声频率f不同时,调节电压幅值至声衬共振频率与噪声频率f相同,系统共振,声能转化成腔体内空气的动能,从而消耗声能,实现对高于500Hz的噪声成分进行抑制。