[發(fā)明專利]一種用于通風(fēng)管路噪聲控制的人工耳蝸消聲器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710730004.9
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107420680B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王獻(xiàn)忠;周紅雨;方月明
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033;G10K11/16;F24F13/24
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 許美紅;樂綜勝<國際申請>=<國際公布>

本發(fā)明公開了一種用于通風(fēng)管路噪聲控制的人工耳蝸消聲器，包括前接管、容腔管和后接管，容腔管的兩端分別與前接管和后接管連接，容腔管內(nèi)套設(shè)有環(huán)形仿生濾波片，容腔管與環(huán)形仿生濾波片之間形成共振腔室，環(huán)形仿生濾波片的兩端分別與前接管和后接管對接，形成濾波通道，多空隙吸聲片沿軸向從濾波通道內(nèi)穿過，多個(gè)多空隙吸聲片沿容腔管的中心軸線周向均勻分布，將濾波通道縱向分成多個(gè)腔室。結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)全方位立體降低噪聲，不受噪音頻帶所限，無需使用龐大的共振容腔，尤其適用于船上各個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜通風(fēng)管路中，提高了降噪效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管路噪聲控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于通風(fēng)管路噪聲控制的人工耳蝸消聲器。

背景技術(shù)

作為當(dāng)代世界“四大污染”之一，噪聲污染的控制問題一直受到國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。在日常生活環(huán)境以及工作環(huán)境中的噪聲會導(dǎo)致人的情緒煩躁、注意力不集中，而長期暴露在高噪聲環(huán)境中會對人體的聽覺系統(tǒng)造成損傷。同樣的，對于設(shè)備、機(jī)械，長期受到噪聲激勵(lì)而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)振動現(xiàn)象，會降低工作精度，減少其疲勞壽命。在軍事領(lǐng)域，機(jī)械噪聲會直接影響軍事裝備的隱蔽性，把自己暴露給敵方，并會干擾己方聲學(xué)儀器以及高精度儀器的正常工作。

在日常等環(huán)境噪聲中，一個(gè)重要的組成部分是管道噪聲—主輔機(jī)的進(jìn)排氣噪聲，采暖通風(fēng)與空調(diào)管道噪聲等。為了減小噪聲帶來的危害，必須采取一系列的降噪措施。

降噪措施通過在噪聲傳播的三個(gè)基本環(huán)節(jié)上(噪聲源、傳播路徑和接收對象)進(jìn)行控制發(fā)揮作用。大力開發(fā)研究低噪聲設(shè)備即為從源頭上降低管道噪聲的最直接手段，除此之外，隔絕噪聲或使噪聲在傳播過程中衰減，即影響噪聲在管道中的傳播也是降噪的一個(gè)重要措施。而安裝管道消聲設(shè)備是阻斷噪聲傳播路徑最常用的形式。

根據(jù)是否需要外部聲源，目前現(xiàn)有管道噪聲的控制方法可以大致分為兩類：主動式和被動式。被動式噪聲控制機(jī)理可以分為：阻式(耗散式)和抗式(反射式)兩種。一般在不明確定義低、中、高頻的界限時(shí)，主動式控制方法適用于低頻的線譜噪聲；而中、高頻的寬頻噪聲更適合采用被動控制中的耗散式處理，抑制寬帶的低頻噪聲大多是通過被動控制中的抗式結(jié)構(gòu)來抑制。

主動式噪聲控制通常通過添加次級聲源實(shí)現(xiàn)，通過驅(qū)動次級聲源發(fā)出與管道中入射的噪聲相位相反的聲音，進(jìn)而發(fā)生相消干涉，使得管道下游中傳播的噪聲降低。盡管主動控制技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)趨于完善、成熟，但是其在實(shí)際應(yīng)用中仍存在問題。最大的問題是如何保證傳感器(傳聲器)和作動器(次級聲源)結(jié)構(gòu)在煙塵、高濕度、高溫等惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作的可靠性。并且主動式控制技術(shù)主要應(yīng)用方向?yàn)槠矫娌ǖ囊种疲诠艿懒Ⅲw空間中不夠成熟。受多種條件限制，主動式降噪產(chǎn)品目前僅僅對單頻或多個(gè)諧頻噪聲問題起到有效結(jié)果，對寬頻噪聲問題束手無策。

耗散型阻式管道噪聲控制裝置一般會使用吸聲材料，通過噪聲在吸聲材料中傳播中摩擦產(chǎn)生粘滯耗散作用，將傳播的聲音轉(zhuǎn)化為熱量耗散掉。采用以多空隙吸聲材料作為管道內(nèi)襯的阻式噪聲控制裝置在降低中-高頻噪聲問題領(lǐng)域是一種有效、成熟的解決方法，但是在低頻噪聲吸聲上的表現(xiàn)卻不樂觀。吸聲材料所吸收的聲波的波長與其厚度有關(guān)，當(dāng)厚度小于1/4波長時(shí)，裝置幾乎不起作用。

被動式抗式消聲結(jié)構(gòu)能夠有效降低管道內(nèi)的中低頻聲。抗式消聲器通常由數(shù)個(gè)橫截面尺寸不同的抗式消聲元件組成，入射聲波傳播到抗式元件的交界面上時(shí)，將被反射回管道始端，達(dá)到減弱管道末端的透射聲波的目的。實(shí)際使用中的抗式消聲器結(jié)構(gòu)均可以分解為常用抗式元件的組合：包括膨脹腔、Helmholtz共振器、Herschel-Quincke管、1/4波長共振器等。上述抗式消聲裝置共同的問題有：結(jié)構(gòu)體積龐大，安裝空間受限；頻率選擇性強(qiáng)，只在發(fā)生共振時(shí)才具有最佳的消聲效果，頻率略有偏差消聲效果會大大減弱等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種用于通風(fēng)管路噪聲控制的人工耳蝸消聲器，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)全方位立體降低噪聲，不受噪音頻帶所限，無需使用龐大的共振容腔，尤其適用于船上各個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜通風(fēng)管路中，提高了降噪效果。