吸音材料在箱体中的运用

红灯记 · 发表于 2011-3-26 22:51:40

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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，音箱常用吸音材料吸音系数表材料名称厚度cm 密度kg/㎡频率Hz 125 250 500 1000 2000 4000 超细玻璃棉 2 20 0.5 0.1 0.3 0.65 0.65 0.65 超细玻璃棉 3 20 0.7 0.18 0.38 0.89 0.81 0.98 超细玻璃棉 5 20 0.15 0.35 0.85 0.85 0.86 0.86 聚氨酯吸声泡沫塑料 2.5 18 0.12 0.21 0.48 0.7 0.77 0.76 聚氨酯吸声泡沫塑料 5 18 0.16 0.28 0.78 0.69 0.81 0.84 晴纶棉 5 20 0.14 0.37 0.68 0.75 0.78 0.82 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。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）。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。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。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。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。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。

红灯记 · 发表于 2011-3-26 22:55:11

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。一、多孔材料的吸声原理多孔吸声材料，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。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。二、影响多孔吸声材料吸声系数的因素大家都知道，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。容重：每立方米材料的重量。孔隙率：材料中孔隙体积和材料总体积之比。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。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）。 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）。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。 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。常用的容重我们选择50Kg/m3。 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。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。 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。 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。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。 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。相同材料不同厚度、容重吸声性能比较实际设计使用中，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。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。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。

ykz · 发表于 2011-3-26 23:07:25

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。

红灯记 · 发表于 2011-3-27 07:11:33

是有过类似的介绍，不过在一些大厂的名牌箱体里少见

蓝色经典 · 发表于 2011-3-27 11:17:52

好文！{:soso_e179:}

红灯记 · 发表于 2011-3-27 18:37:04

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

同生 · 发表于 2011-3-28 19:30:29

小日的箱子的确不行，不改造没法听啊{:soso__10738406492890203795_4:}

闲鱼翻身 · 发表于 2011-6-12 16:06:51

文章太详细了，认真学习了。

bmw08312 · 发表于 2011-6-12 19:42:19

學習了.......................

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