جاذب های رزونانسی

مقدمه

از آنجایی که جذب کردن صوت در فرکانس های پایین مشکل است چرا که برای این فرکانس ها جذب کردن صوت با جاذب های متخلخل دشوار است چرا که ضخامت و اندازه مواد برای این محدوده فرکانسی بسیار زیاد می شود.
از این رو یکی از راهکارهای بالا بردن جذب در این محدوه ها استفاده از پدیده تشدید است. جاذب های رزونانسی یکی از روش هایی است که می توان پدیده تشدید را در فرآیند جذب صوت ایجاد نمود. با استفاده از این روش می توان جذب را در فرکانس های پایین تا متوسط بالا برد.

علاوه بر این، جاذب ها اغلب در مرزهای اتاق قرار می گیرند که جاذب های متخلخل در این مناطق ناکارآمد هستند زیرا سرعت ذرات در این مناطق کم است.

برای بسیاری از جاذب های رزونانسی، قرار دادن جاذب در مرزها، کارایی آنها را بهبود می بخشد.

ویژگی مهم در جاذب های رزونانسی یک پیک جذب است که در خط چین در شکل 1 نشان داده شده است.

جاذب های رزونانسی

شکل 1: ضریب جذب یک جاذب متخلخل، و یک جاذب متخلخل پوشیده شده با یک ورقه سوراخ شده برای تشکیل یک جاذب رزونانسی هلمهولتز

بر خلاف جاذب های متخلخل، جذب باند وسیع در یک جاذب رزونانسی دشوار است و بنابراین یکی از چالش های رایج در طراحی سازه های تشدید کننده افزایش پهنای باند است.

رایجترین جاذب های رزونانسی

دو شکل رایج از جاذب های رزونانسی وجود دارد: یکی جاذب هلمهولتز است که به نام پزشک و فیزیکدان آلمانی هرمن فون هلمهولتز (1821-1894) نامگذاری شده است و دوم جاذب های پوسته ای یا پانلی است.

ایده ها و مفاهیم جاذب های رزونانسی ده ها سال است که شناخته شده اند اما در سال‌های اخیر، محصولات تخصصی بیشتری تولید شده‌اند، به‌عنوان مثال جاذب‌های شفاف که البته هنوز هم بر اساس همان فیزیک اولیه هستند.

در حالی که برخی از جاذب ها مانند بسیاری از جاذب های اصلی هلمهولتز را می توان با دقت معقولی پیش بینی کرد، برخی دیگر مانند جاذب های پوسته ای هنوز هم با آزمون و خطا طراحی می شوند.

جذب کننده های تشدید کننده معمولاً برای جذب در فرکانس های پایین در اتاق و به عنوان بخشی از صدا خفه کن ها در سیستم های تهویه استفاده می شوند.


مکانیسم عمل

جاذب های رزونانسی شامل یک جرم است که در برابر فنر ارتعاش می کند. دو نوع رایج جاذب رزونانسی در شکل 2 نشان داده شده است.

در مورد یک جاذب هلمهولتز، جرم یک همان هوا در دهانه ورق سوراخ شده است. رزونانس با همان مکانیزمی تولید می شود که هنگام دمیدن در یک بطری شیشه ای یک نت ایجاد می کند.

برای تبدیل آن به یک جاذب، تلفات توسط یک مکانیسم میرایی برای حذف انرژی صوتی، مانند لایه ای از پشم معدنی، ایجاد می شود.
برای یک جاذب پوسته ای (یا پانلی)، جرم ورقه ای از مواد مانند لاستیک یا تخته سه لا است که می لرزد.

جاذب های رزونانسی

شکل 2: جاذب هلمهولتز (a) و جاذب پوسته ای (b)

فنر در هر دو مورد از هوای محصور در حفره تامین می شود. با تغییر جرم ارتعاشی و سفتی فنر هوا می توان فرکانس رزونانس دستگاه را تنظیم کرد و در فرکانس تشدید است که جذب حداکثر است.

برای دستیابی به تلفات انرژی، میرایی لازم است. این را می توان با قرار دادن جاذب متخلخل در جایی که سرعت ذرات زیاد است – در گردن تشدید کننده هلمهولتز یا پشت غشاء در جاذب پانل به دست آورد.

در حالت دوم، جاذب نباید آنقدر نزدیک باشد که حرکت غشا را مهار کند.

روش دیگر، برای جاذب های هلمهولتز با دهانه‌های کوچک، این است که تلفات در گردن جاذب به عنوان جذب کننده مورد استفاده قرار گیرد. با این تکنیک می توان رزوناتورهای بدون جاذب متخلخل تولید نمود.

برای جذب کننده های پوسته ای نیز تلفات داخلی در غشای ارتعاشی وجود دارد، اما این تلفات معمولاً برای ایجاد جذب بالا بسیار کم هستند.

  • مطالب پیشنهادی

اشتراک گذاری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *