苏州轨道交通1号线风亭噪声特性分析

选取苏州轨道交通1号线的东环路站活塞风亭和塔园路站排风亭进行多种工况下的噪声测试和特性分析。结果表明：对于活塞风亭,隧道风机是主要噪声源,噪声在63-6 300 Hz范围能量都很高,风井消声器发挥显著作用,消声量约为25 d B;对于排风亭,排风机变频运行产生的噪声主要集中在315-1 250 Hz的中低频范围,排风机工频运行时噪声在200-4 000 Hz较大,消声器发挥了很好作用,降噪量约为21 d B。两种风亭附近的敏感居民楼均达到环境噪声评价标准。

碳纳米管薄膜扬声器的声场特性研究

碳纳米管薄膜是基于热声效应产生声场的一种新型声源。文中搭建了碳纳米管薄膜扬声器系统,对其进行了声场测试和特性分析;根据已有的理论公式计算声压和频率响应,与测试结果对比,对碳纳米管薄膜声压公式进行了验证和讨论,分析了导致误差的原因。研究结果表明:碳纳米管薄膜扬声器的声压随着频率升高而增大,在低中频上升迅速,3000Hz以后趋于平缓;在远场,随着测点到薄膜的距离增大,声压逐渐减小;在近场,并非严格的平面波,计算值与测试值误差较大,已有的理论公式需要修正。

考虑基底热传导的石墨烯薄膜热声理论

主要基于热声效应对石墨烯薄膜发声进行理论研究。首先建立了石墨烯薄膜耦合热振动模型,推导出了石墨烯薄膜发声器的声压表达式。在此基础上,进行了不同基底石墨烯薄膜发声器的声压测试,并将测试值与理论计算结果对比,二者随频率变化趋势基本吻合,测试值略低于理论值,验证了推导出的声压表达式的正确性。研究表明石墨烯薄膜发声器有很宽的频域响应,在低频段声压级随频率增大而增大,在高频段响应平稳,具有作为优秀的热致发声器的潜力。基底材料蓄热系数越小,石墨烯薄膜的声压值越大;声压级随薄膜热容量的增大而减小。研究结果对于石墨烯的发声机制探索及其在扬声器设计等方面的应用具有指导意义。

石墨烯薄膜的发热特性及在服装材料中的应用

鉴于石墨烯薄膜优异的热力学性能,将石墨烯薄膜与传统服装材料相结合,设计并制作了一种石墨烯薄膜发热服装模型。基于石墨烯薄膜温升理论,利用红外线热成像仪,对覆于石墨烯薄膜之上的服装材料温度变化进行测试和分析,进而探讨了石墨烯薄膜在可穿戴设备(薄膜发热性能)和音频声学(薄膜热声效应)两个领域的应用。

多倍直流偏置电压对碳纳米管薄膜声源的影响

针对碳纳米管薄膜声源系统的输出声信号频率失真问题,提出在交流信号上施加多倍直流偏置电压的方法。从热致发声原理入手,利用碳纳米管薄膜声压理论,分析出增加多倍直流偏置电压后,输出信号中的一倍频与二倍频声压幅值,并探究两者幅值比变化规律。实验结果表明,随着输入频率和直流偏置电压增加,输出声信号中两者幅值之比亦增加,当直流偏置电压是交流电压的两倍后,输出声信号波形与输入电信号近似一致,较好地解决了频率失真问题;同时,输出声压级也有较大幅度提升。

石墨烯薄膜声源声场特性测试及电路改进

针对石墨烯薄膜优异的导热导电性,基于热致发声原理,构建了石墨烯薄膜声源系统。设计并制作了不同基底的石墨烯薄膜声源,利用最新声压公式分析其声压影响因素,并对声场特性进行了测试,从而验证了石墨烯薄膜作为新型声源的可行性。针对石墨烯薄膜声源存在的"频率失真"问题,提出了同相运算放大电路的改进方法,使原输入交流信号与直流偏置电压在运放电路输出端叠加,从而使输出声信号端产生与输入交流电频率同频率的一倍频声信号。

石墨烯热声换能器的有源控制应用

石墨烯热声换能器是一种基于热声机理的新型换能器,具备频率响应宽和声压波动小的优势。本文首次提出以石墨烯热声换能器为基础的有源噪声控制研究。利用相消干涉原理,建立有源控制模型,以总辐射径向声强为目标函数,阐述降噪效果与声源间距、声频率的关系,探究了石墨烯热声换能器在噪声控制领域的可行性。