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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, 7 Y9 V! t& A- l$ K音箱常用吸音材料吸音系数表 0 j* m/ N. v; c+ B+ ^& n4 f5 N材料名称 厚度cm 密度kg/㎡ 频率Hz4 S3 j# [) Y) ~7 |4 q 125 250 500 1000 2000 4000' K. \- L2 N+ N* N6 j( k 超细玻璃棉 2 20 0.5 0.1 0.3 0.65 0.65 0.653 d1 M& j. |1 X 超细玻璃棉 3 20 0.7 0.18 0.38 0.89 0.81 0.98 4 v# {( ~0 k: s3 `9 v9 @8 _超细玻璃棉 5 20 0.15 0.35 0.85 0.85 0.86 0.86 F, x$ D4 j( P聚氨酯吸声泡沫塑料 2.5 18 0.12 0.21 0.48 0.7 0.77 0.76 " A1 B9 S: a& Y1 w聚氨酯吸声泡沫塑料 5 18 0.16 0.28 0.78 0.69 0.81 0.84 # w: b/ E2 ]: `+ G4 ?, {晴纶棉 5 20 0.14 0.37 0.68 0.75 0.78 0.82 3 b3 n, }2 X$ oA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。 6 u3 s0 y4 K* `" \" I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)。 # e1 u. e* n& ?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。) v2 M7 Q0 ^7 X$ v/ O+ O 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。8 T# t3 z0 a+ D* S6 ]$ G 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。3 t8 \) _) N3 g5 Q6 L: r& D 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。 6 v& n7 ]8 }" Y6 }# A, 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。 5 G8 v* q; u. P* E3 U) e3 I7 j . j3 X; }9 g- y# k5 c( e2 T1 v4 m0 b5 S: Z3 ]* R 一、多孔材料的吸声原理 ' U% p3 z; [4 g S2 ]: K8 q* y) R 9 E: e. F4 ?1 `5 P8 Y/ z' G/ b; v* m& q G6 G5 s/ r8 v7 a! @ 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。 3 G' a2 C$ i8 t) ` " g- C6 S( [: N+ n! v% k 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。9 e E% N. z8 Z& N2 Z 4 C( b2 G: I8 t ) U# z) q% k7 j4 V二、影响多孔吸声材料吸声系数的因素/ U6 c/ Y6 ~8 R, J0 `& B % |* R+ ~% E* K( Y2 e! C8 n" G" n* x+ r3 P) \( @( m 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。 P" ]) [$ p/ w+ O# U1 K 容重:每立方米材料的重量。 2 \4 c+ N# }5 c. J A7 v8 Z 孔隙率:材料中孔隙体积和材料总体积之比。 ( F+ F: S/ i* w+ S C 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 Y) S5 n/ ?, v; Z 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)。 & h! W; W1 A- |) t, V. ~4 p5 l- w( @9 a1 b) e5 ` 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)。" O5 l j* k1 V! c c 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。 * W/ M1 f% {0 x% n - W6 g1 i+ u @( z# m 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。 $ y' ^( H2 g/ j% g$ `& K6 j7 t" N" d 常用的容重我们选择50Kg/m3。 9 S; I/ t- r4 N; i" Z F3 P" r, a; I) x d, K 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。 9 l, Q/ D8 Y' Q' L7 ]) z, A: \+ q Y * ^9 k- I7 F: \ 5 K1 A8 V" E- ?9 e6 K. \: k 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。 " y, L l+ U" F; o2 \4 @, h# e# W6 b; Z 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。 2 M% ?% c5 {6 T1 s8 V0 X4 U & u3 Z& O' }9 z+ b; o# u 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。 ; r; ?4 e8 ]7 q: s: B / J! a3 K( n7 E+ T 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。! f J, {: N- u, q : r$ }- X/ `7 W4 R3 n! D 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。) Q. t! Y$ j$ n1 P1 U , u) I1 P8 D* Z6 z' } * z8 g9 `; p# ^% |' n& ~& I: }* d2 c: w% g 相同材料不同厚度、容重吸声性能比较7 a) R \/ l8 ^9 M 8 B3 {& s0 V& G+ {; O6 Z" g' f ' m. f5 m$ H% w i( a4 [ ; Q2 Z/ D5 }. P0 w5 T/ S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 j6 x: _0 U7 E2 ^5 d- W7 K 7 ~) w! `/ g0 @2 P* \0 `+ [) S " t$ H8 |, L( }& q6 g: B( \* w) F# P, R0 ?: U, y 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。 8 A7 f( l$ ~* w& x" Z# i) \' ?+ ? % ]1 u0 L5 R% p& S& i& ^' [8 \$ l) m3 O6 r) J* N. V Y1 G+ a5 w' B( f+ t- X9 e 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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