[發明專利]一種用于墻體通風的有源寬頻帶隔聲裝置

有效

• 申請號: 201710878722.0
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107767855B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 秦明;鄒海山;邱小軍
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于墻體通風的有源寬頻帶隔聲裝置。它包括一個邊長6?8厘米、深度不小于10厘米的矩形開口和4通道有源降噪系統。降噪系統中，4個次級聲源分別安裝在開口4個壁面的中心，參考傳聲器安裝在開口中靠近噪聲源的一側，4個誤差傳聲器分別安裝在開口中靠近目標降噪區域一側的4個壁面上，控制器采用前饋自適應算法。控制器控制次級聲源的輸出，使誤差傳聲器處的聲壓幅值平方和最小，在開口處截面處形成聲學軟邊界，反射聲波降低透射聲能量。本發明在滿足自然通風和采光的條件下，起到隔聲效果，隔聲頻段寬、效果好、實用性強。

一、技術領域

本發明涉及一種隔聲裝置，具體涉及一種用于墻體通風的有源寬頻帶隔聲裝置。

二、背景技術

在一些建筑物中，常常需要在墻面上開口以保證通風和透光，而一般的墻面開口并不具有消聲降噪功能。在一些應用場合中，由于開口不能消聲，會導致噪聲透過，形成污染；在另外一些應用場合中，開口會導致語音泄漏，降低房間的語言私密度。

為了提高墻體開口的隔聲量，傳統的方法是采用被動降噪措施，如在開口中加入吸聲材料，從而具有消聲功能；或者將開口變為交錯結構的通風管道，這樣可增加聲波從開口一側傳播到另外一側的距離，提高開口的消聲性能。有源噪聲控制技術通過“以聲消聲”的原理消除噪聲，在低頻段降噪效果好，易于實現，應用很廣。針對一些大尺寸的開口，多通道的有源噪聲控制技術可以在低頻段有較好的降噪性能，如專利“用于變壓器低頻噪聲的虛擬聲屏障”(申請號201410277150.7)所述的多通道有源降噪系統，其針對頻率為100Hz和200Hz的變壓器噪聲，有較好的降噪效果。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

(1)對于在開口中添加吸聲材料，效果不佳。傳統吸聲材料對中高頻噪聲有較好的吸聲降噪效果，性能與材料尺度一般呈正相關。由于開口深度有限，鋪設在開口內的吸聲材料有限，故其降噪效果有限，尤其對低頻噪聲幾乎無法處理。(2)對于將開口變為交錯結構的通風管道，其通風性能受交錯結構影響效果不如直通結構，此外對于墻體而言，交錯結構的管道影響采光性能。(3)對于大尺寸開口的有源消聲，由于受到尺寸的影響，很難對500Hz以上頻段的噪聲進行有效控制。

三、發明內容

為了解決墻面開口的被動降噪在低頻段隔聲量小、大尺寸開口有源降噪在高頻段效果差的問題，本發明提供了一種用于墻體通風的有源寬頻帶隔聲裝置。通過在適當大小的開口中安裝有源噪聲控制系統，在約4000Hz以下，在開口的橫截面上可形成聲學“軟邊界”，反射聲波，降低透過開口的聲能量，達到通風且寬頻隔聲的目的。

根據本發明，提供一種用于墻體通風的有源寬頻帶隔聲裝置，所述隔聲裝置包括一個矩形開口和4通道有源降噪系統；所述矩形開口的邊長d為6-8厘米、深度L不小于10厘米；所述4通道有源降噪系統包括參考傳聲器、誤差傳聲器、次級聲源、控制器。

進一步的，所述參考傳聲器安裝在矩形開口中靠近噪聲源一側，采集來自噪聲源的信號，輸入到控制器作為參考信號；所述誤差傳聲器由4個傳聲器組成，分別安裝在開口中靠近目標降噪區域一側的4個壁面上，采集來自噪聲源的信號和次級聲源發出的聲音疊加產生的聲音，輸入到控制器作為誤差信號；所述次級聲源由4個揚聲器組成，分別安裝在開口中4個壁面的中心，接收控制器傳來的消聲信號，并發出與消聲信號對應的聲音；所述控制器接收參考信號和誤差信號并進行處理，輸出消聲信號給次級聲源，以使誤差傳聲器處的聲壓幅值平方和最小。

進一步的，該隔聲裝置安裝于建筑物的墻體上，厚度與墻體厚度基本一致。

進一步的，該隔聲裝置的參考傳聲器與次級聲源的直線距離x_rc滿足x_rc/c＞t₀，其中c為空氣中的聲速，t₀為控制器的電路與算法時延。

進一步的，該隔聲裝置的次級聲源分別安裝在4個壁面中心，距離開口一端L/2。