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吸音材料在箱体中的运用

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发表于 2011-3-26 22:51:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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吸音材料在音箱中到底有那些作用,那些吸音材料适合音箱厂家大批量采用,放置量多少合适,闭箱放置吸音材料较容易理解,倒相箱有两分频和三分频及四分频之分,低音炮也是倒相箱的一种形式,对待这些不同的箱体,吸音棉如何放置,放置多少,中音腔要不要放置,放置多少,都是一个较模糊的问题,缺乏明确的定义,公开的资料难以查询到。所以需要大家共同参与讨论, . l" D0 F. |* ?6 F7 _( X4 s: }音箱常用吸音材料吸音系数表 : F1 g R! k; U9 [* e6 D! j1 @材料名称 厚度cm 密度kg/㎡ 频率Hz* \. _' E$ i7 o' d5 T 125 250 500 1000 2000 4000 # \) Q: i9 O( g, I7 m超细玻璃棉 2 20 0.5 0.1 0.3 0.65 0.65 0.65 / d. B H2 F7 Y: ^' E$ |- ]; }超细玻璃棉 3 20 0.7 0.18 0.38 0.89 0.81 0.98* }$ m# i7 X. {% |" ?7 U* C1 C8 s; D 超细玻璃棉 5 20 0.15 0.35 0.85 0.85 0.86 0.86- L4 C! d t! _6 s; ]* D6 k 聚氨酯吸声泡沫塑料 2.5 18 0.12 0.21 0.48 0.7 0.77 0.76% A" X1 a4 M, [" ?! ^* s) c 聚氨酯吸声泡沫塑料 5 18 0.16 0.28 0.78 0.69 0.81 0.84) E3 \0 P, ]- v 晴纶棉 5 20 0.14 0.37 0.68 0.75 0.78 0.82' Z" E, b* `- t V- W/ Z* ? A从吸音系数表看,在相同厚度条件下,几种材料相差不大,在500Hz以上时,玻纤吸音系数略大,可惜未能查询到1—2CM厚度的数据,因为音箱内的吸音材料受价格因素制约,一般不可能铺得太厚。既然几种材料吸音性能差不多,首选的就是价格因素,晴纶棉就是不错的选择,选择晴纶棉时,要选择纤维较细的,密度较高的,也不要选择喷了很多胶粘剂的(为了给晴纶棉定型而喷胶)。其实还有一种来源广阔的吸音材料,就是废旧多层瓦楞纸箱,将瓦楞纸箱板多层钉在箱内壁上,是一个很好的吸音方式,物美价廉。尤其适合业余爱好者使用。 ) r8 |* X& r& a; C+ ^* o对各种类型的音箱,不论其结构如何,我们对背辐射声波的处理方式都遵循一个原理,既消音或半消音处理。对闭箱来说,作消音处理,吸音材料以疏松状填满大部分空间(靠近扬声器盆架窗口处留出空间)。 6 }( h( I' {8 d! C+ Q对其它各种音箱,应作半消音处理,对最低频即谐振频率处,要引导要利用,让谐振波能量最大限度的通过倒相管辐射出去,因此吸音材料要环绕箱壁放置,不要阻塞箱内谐振波通道,更不要挡住倒相管口。要让扬声器至倒相管之间畅通无阻。不要将吸音材料成团随意丢置于箱内,要将吸音材料可靠的固定在箱壁上。有些 厂家用音箱网布蒙住倒相管内口,认为这样声音好听,其实这是错误的,这说明音箱内吸音绵少了,应该增加吸音绵。蒙住倒相管,会使低频效率降低。* f( {: F4 }, `, u! Z 低音箱内的吸音棉,起三个作用,一是可以增加等效容积,对大容积箱来说,此点无关紧要,但对小容积箱来说,很有好处。二是调节瞬态特性,较多的吸音材料,可以改善瞬态特性,并使低音有一定的弹性,听感较为舒服,凡事有个度,过多的吸音材料会降低低频输出声压。目前的市场现状,不是吸音材料过多,而是普遍过少,很多厂家都是象征性的放一点,而且放的品种也不对。比如有的放一小片大孔径的粗筋海绵,孔径粗大的海绵体,吸音效果很差的,如果选用海绵,一定要选用较高密度的细孔海绵。三是对谐振频率以上的全部箱内频段,作消音处理,消音越彻底越好,消音越彻底,背辐射干扰越小。 : }# ^" p- s _* W7 x1 B: s: W中音腔内的吸音棉,作用只有一个,即消音,吸音材料越多,消音效果越好,背辐射干扰就越小。正面声波还原的保真度越高。各厂家的实际现状是,中音腔几乎都不放置吸音材料,分析原因,不外乎两个因素,一是节约成本,二是不懂吸音材料在中音腔的作用。4 t: @$ H+ V) A6 t) H& \ 对中音腔,理想状态应该按闭箱处理,将吸音材料松散的布满内腔,受价格因素影响,绝大多数厂家不会这样做,但对高档箱,还是放一些为好。就是一般的音箱,中音腔容积不大,就是全放满吸音材料,成本也是有限的,小音量下听不出来,大音量下还是能听出区别的。& i# @# U; M0 o( F' R 对低音炮来说,吸音材料的作用与低音箱前两个作用相同,一是增加等效容积,二是改善瞬态特性。不存在背辐射声波干扰问题。
 楼主| 发表于 2011-3-26 22:55:11 | 显示全部楼层
声学处理离不开多孔吸声材料,大家也都知道多孔材料能吸声,也能找到这些材料的吸声系数,但具体到设计中,选择多大的容重、确定多大的厚度,很让人困惑。现在收集、整理了一些相关资料,与大家共享。 " E5 t7 H! O+ Z4 W7 M4 U$ T. w4 N" N5 n# Y2 E& v * j" t3 _5 ]& q6 ^" U8 `3 l1 R1 Y 一、多孔材料的吸声原理 5 _. q) e0 ^4 A) E* O: H3 G% J) N- ~* x ) T5 b: ~ }: d2 ?* d4 {( N) b 多孔吸声材料,如玻璃棉、岩棉、泡沫塑料、毛毡等具有良好的吸声性能,不是因为表面粗糙,而是因为多孔材料具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。当声波入射到多孔材料上,声波能顺着孔隙进入材料内部,引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力、空气分子与孔隙壁的摩擦,将声能转化为摩擦热能而消耗掉了,因而能吸声。 $ I: C0 O3 u2 B" c# `2 Z. w3 p9 w+ v& x8 `* k- ]0 k- t3 j 多孔材料吸声的必要条件是:材料有大量空隙,空隙之间互相连通,孔隙深入材料内部。表面粗糙的材料,不一定吸声,如拉毛水泥等,外表粗糙但内部致密,早期在影院墙面上常见,现已不用。内部存在大量孔洞的材料也不一定吸声,如包装用的泡沫,内部有许多泡沫但相互独立不贯通,有很好的减振作用,但由于空气无法进入材料内部,因而不吸声。* o" \$ D' b* u4 X3 g6 F9 B# T & T7 m$ H1 G! x9 C% V, o- a+ ` / \( U M. ?1 o8 K3 k# F! _& ?二、影响多孔吸声材料吸声系数的因素# [7 o8 {4 ~8 U; T t( Z) B8 L) ? 9 v+ ]4 C6 k% ?) e2 I大家都知道,多孔吸声材料对声音中高频有较好的吸声性能,但低频的吸声性能受各种因素的影响较大。影响多孔吸声材料吸声特性的因素有很多,一般认为主要是:材料的厚度、容重(密度)、孔隙率、结构因子和空气流阻等。 1 K5 }, Y9 Q; y- x 容重:每立方米材料的重量。 ! q/ r4 c" O( |6 [ 孔隙率:材料中孔隙体积和材料总体积之比。 + ~) a. c5 M. u 结构因子:反映多孔材料内部纤维或颗粒排列的情况,是衡量材料微孔或狭缝分布情况的物理量。 9 H5 r: I$ ]' {; ` 空气流阻:单位厚度时,材料两边空气气压和空气流速之比,反映空气通过多孔阻力的大小。空气流阻是影响多孔吸声材料最重要的因素。流阻太小,说明材料稀疏,空气振动容易穿过,吸声性能下降;流阻太大,说明材料密实,空气振动难于传入,吸声性能亦下降。因此,多孔材料存在最佳流阻。在实际工程中,测定空气流阻比较困难,但可以通过厚度和容重粗略估计和控制(对于玻璃棉,较理想的吸声容重是12-48Kg/m3,特殊情况使用100Kg/m3或更高)。 ! R% }. `- ?4 u2 i . ~2 t4 Y/ o ~7 _1 Z% U! W. q# S 1、随着厚度增加,中低频吸声系数显著地增加,但高频变化不大(多孔吸声材料对高频总有较大的吸收)。 * }+ \8 p; g% n* B- D9 K. l 厚度的选择受制房间环境,不可能很大,综合考虑性能、成本、体积等因素,选择5cm较合适。 ! T( [( o" G b9 N7 U( }! R % c8 H ]+ a2 w. x$ z 2、厚度不变,容重增加,中低频吸声系数亦增加;但当容重增加到一定程度时,材料变得密实,流阻大于最佳流阻,吸声系数反而下降。 1 I( ~1 f$ u( r 常用的容重我们选择50Kg/m3。 l: x2 g) j8 }# g( i! K; Z* [: i7 Y- X" C' }9 O 3、多孔吸声材料的吸声性能还与安装条件有着密切的关系。当多孔吸声材料背后有空腔时,与该空气层用同样的材料填满的效果类似。尤其是中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有较大提高,吸声系数将随空气层的厚度增加而增加,但增加到一定值后效果就不明显了。 " K' X% k/ V5 E2 M |' J: u- n* E # f; e; g) U: O. d% b" N: X1 A8 [! s4 x8 T& G4 s4 V 一般我们选择空腔为5cm-10cm。同理,要使用窗帘吸声,窗帘也不能紧贴墙面或玻璃,建议离墙10cm。 3 L) t7 l$ G% W1 b! U1 h . ]4 w5 R( s6 e2 w 4、使用不同容重的玻璃棉叠和在一起,形成容重逐渐增大的形式,可以获得更大的吸声效果。 0 r! B" @0 v. W, D2 Q$ b/ H$ S0 z/ R7 Z- A. L8 _6 O, l 5、多孔吸声材料表面附加有一定透声作用的饰面,如厚度小于0.05mm的塑料薄膜、金属网、窗纱、防火布、玻璃丝布等,基本可以保持原来材料的吸声特性。 ' E: N' Y. e' i$ } ! r# j) I) L% c0 _6 K 使用穿孔面材时,穿孔率须大于20%,若材料的透气性差时,如塑料薄膜,高频吸声特性可能下降。低频吸声系数将有所提高。膜越薄、穿孔率越大,影响越小。相反的例子如音箱网罩,一般都很疏,孔较大,就是要防止网罩吸声影响高频。1 k8 s4 g: p% L8 c9 w. S : g) q* U9 ?. q, F3 U 6、高温、高湿会影响材料的吸声性能。这是由于吸湿吸水后,材料中孔隙减少。首先使高频吸声系数降低,随含湿量的增加,其影响的频率范围将进一步扩大。) H6 z6 \ K* ] / Q: Y: X* T% Y; A! f5 v& u: G4 }' R* | c. L , z4 r2 t- K9 E相同材料不同厚度、容重吸声性能比较* c$ O2 L' z) E& b$ K# j3 T # ]- ~/ ~0 z/ @. A- @- z7 | u- g" M' P+ g$ w+ K7 R4 `- @ , E7 O- T! {3 [, {, r实际设计使用中,各种制约因素很多,就要综合考虑厚度与容重。如厚度受限,要达到同样的性能,就要提高容重。如购不到高容重的材料就要增加厚度。 6 v5 Z) ~0 D' O* X% j" _/ o$ c9 p" M3 ?8 I4 D7 `2 R3 b ? 1 I- y+ T: t3 \8 z7 Q* y 6 k" A* r- f4 r( O如压力区陷阱的设计中,就是用高容重换来了低厚度。由于驻波在墙面处声压最大但振动速度最小,而低频吸声性能与材料中空气流速有关,振动速度小流速就小,同样的材料,由于低频流速低,因此低频吸声性能较差。要解决这个问题有两种选择:一是增加厚度,因为厚度越大流阻越大,但厚度太大则压力区陷阱的优势便不复存在。第二是提高容重,在厚度不大的情况下提高流阻,方法是将普通的玻璃棉压缩10倍制成玻璃棉板。 6 P6 M- S6 ~7 F6 ?) c2 D3 ]! k 5 g( C$ {+ z( ~( d, \ V# G# T3 ]* V( r9 T( \; Z9 s 0 K2 \! P$ o) O; Z& A& b& w 多孔吸声材料的吸声系数可以用实验方法测得,也可以通过复杂的数学计算得到,已不在我们讨论之列。我们只要掌握了它的基本规律就能进行定性分析,然后就可以作出合理的设计。
发表于 2011-3-26 23:07:25 | 显示全部楼层
记得1995年,有音响杂志介绍,用沥青淋在箱体内,用作避免谐振。
 楼主| 发表于 2011-3-27 07:11:33 | 显示全部楼层
是有过类似的介绍,不过在一些大厂的名牌箱体里少见
发表于 2011-3-27 11:17:52 | 显示全部楼层
好文!{:soso_e179:}
 楼主| 发表于 2011-3-27 18:37:04 | 显示全部楼层
如图,一对当年从收破烂儿的手上花10元钱收来的SONY组合音响的箱子,被我填满了吸音棉后,音质有了质的变化,非常好听,大家不妨试试,直对喇叭后面箱体的吸音棉不要太厚3-6个工分合适,其他的地方填满,可以多塞一些,倒相口附近要空出来,不可塞紧,否则就变味儿了 DSC02664.JPG DSC02666.JPG
发表于 2011-3-28 19:30:29 | 显示全部楼层
小日的箱子的确不行,不改造没法听啊{:soso__10738406492890203795_4:}
发表于 2011-6-12 16:06:51 | 显示全部楼层
文章太详细了,认真学习了。
发表于 2011-6-12 19:42:19 | 显示全部楼层
學習了.......................
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