[發明專利]一種用于通風管路系統的有源消聲器

有效

• 申請號: 201310184657.3
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104165256A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 安峰巖;孫紅靈;吳鳴;程曉斌;楊軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及聲學領域，特別涉及一種用于通風管路系統的有源消聲器。

背景技術

通風管路系統噪聲是生活中常見的噪聲源，例如中央空調系統出風口的輻射聲、船舶通風系統進/出風口的輻射聲等，其低頻聲能量一般較為顯著，并將對人們的生理、心理健康產生不利影響。為了有效抑制低頻噪聲，傳統的被動消聲器一般具有較大的體積和較高的壓力損失，其實用意義極為有限。因此，需借助于有源噪聲控制技術對通風管路系統管口的低頻輻射噪聲進行有效抑制。

有源噪聲控制是一種基于聲波相干疊加原理的主動噪聲控制技術，最早由P.Lueg在其專利號為US2043416、名稱為《Process?of?silencing?sound?oscillations》的美國專利申請中提出，其基本原理是在聲場中引入次級聲源并利用其發出與初始噪聲幅度相同但相位相反的“反噪聲”，使初始噪聲得到相干抵消，從而達到噪聲抑制的目的。與傳統被動降噪方法相比，有源噪聲控制技術主要優勢在于能夠以更小體積的設備獲得更好的低頻降噪效果。隨著人們生活水平的提高，低頻噪聲污染問題日益顯著，有源噪聲控制技術實用化的需求日益迫切。另一方面，經過近百年的發展，尤其是隨著近幾十年數字信號處理技術的飛躍，有源噪聲控制技術日益成熟，其實用化進程正逐步加快。

管路系統是有源噪聲控制應用的典型場合，針對管道截止頻率以下的低頻噪聲，使用單一的揚聲器即可有效地對其進行抑制。目前已知的管路有源消聲器專利多見于發動機排氣系統，例如公開號為CN1126525A、CN101555818A、CN102808681等中國專利申請。

管道有源噪聲控制系統一般利用傳聲器拾取管內初始噪聲信號，并由次級聲源發出反噪聲進行抵消，即傳聲器和次級聲源需與管內聲場發生相互作用。為實現聲場的耦合，傳聲器和次級聲源處空氣應與管內導通，這意味著該處管道內壁存在一定的不連續性。當管內空氣流速較高時，該非連續邊界處的氣流將受到擾動從而激發二次噪聲，嚴重影響消聲效果。因此，如何保證高流速下傳聲器和次級聲源處氣流的平穩性、減小二次噪聲的激發是通風管路系統有源消聲器面臨的主要問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有通風管路消聲器低頻效果差的缺陷，從而提供一種適應高空氣流速、低頻消聲效果顯著的有源消聲器。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于通風管路系統的有源消聲器，包括外殼1、內管段4、揚聲器單元5、誤差傳聲器6以及揚聲器功率放大器板卡7；其中，

所述外殼1包括封蓋2和殼體3；所述封蓋2為中心開孔的板狀結構，所述殼體3為底部中心位置開孔的桶狀結構，所述內管段4的一端穿過所述封蓋2中心的孔并固定在所述封蓋2上，所述內管段4的另一端則嵌入位于所述殼體3中心的孔中，所述封蓋2安裝到所述殼體3的頂部；所述內管段4的周圍分別安裝有所述的揚聲器單元5、誤差傳聲器6以及揚聲器功率放大器板卡7，其中揚聲器功率放大器板卡7的輸出接口與揚聲器單元5連接，其信號輸入接口、電源接口以及誤差傳聲器6的輸出接口則通過安裝于所述殼體3上的電連接器8引出；

所述內管段4的側面上開有用于安裝所述揚聲器單元5的環形凸緣，所述揚聲器單元5和所述誤差傳聲器6安裝位置處對應的所述內管段4的管壁9存在多個穿孔。

上述技術方案中，所述揚聲器單元5、誤差傳聲器6、揚聲器功率放大器板卡7沿所述內管段4周向的不同位置安裝，其周向角度間隔為90°。

上述技術方案中，所述誤差傳聲器6的安裝位置為所述揚聲器單元5的下游聲場內。

上述技術方案中，所述封蓋2的外側還安裝有一帶有螺紋孔的第一法蘭11，所述第一法蘭11的中心圓孔與所述內管段4連通，通過該第一法蘭11，通風系統的上游管路實現與所述封蓋2的連接。

上述技術方案中，所述殼體3底面的外側還安裝有另一帶有螺紋孔的第二法蘭11，所述第二法蘭11的中心圓孔與所述內管段4連通，通過該第二法蘭11，通風系統的下游管路實現與所述殼體3的連接。

上述技術方案中，在所述封蓋2和所述殼體3的連接處以及在所述內管段4和所述殼體3的連接處均使用橡膠墊10進行密封。

上述技術方案中，所述內管段4的管壁9上的穿孔的直徑為2mm，穿孔率為25%以上。

上述技術方案中，在所述殼體3內側貼附用于吸收所述揚聲器單元5的后腔輻射聲的吸聲材料12。

本發明的優點在于：

體積小、壓力損失低、低頻消聲效果顯著，同時能夠容忍較高的空氣流速。

附圖說明