一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其主要包括聲音采集模塊，控制器模塊，聲音輸出模塊，所述聲音采集模塊、控制器模塊和聲音輸出模塊依次連接；所述聲音采集模塊用以采集壓縮機(jī)的噪聲信號(hào)；所述控制器模塊用以接收聲音采集模塊采集到的噪聲信號(hào)并對(duì)該噪聲信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號(hào)幅值相等且相位相反的反噪聲信號(hào)；所述聲音輸出模塊用以接收控制器模塊輸出的反噪聲信號(hào)并輸出。本發(fā)明利用聲波相互干涉抵消的原理，可發(fā)出與壓縮機(jī)噪聲幅值相等而相位相反的反噪聲信號(hào)，干涉抵消初始噪聲，從而達(dá)到降低壓縮機(jī)噪聲水準(zhǔn)的目的，因而能以更小的體積獲得更好的低頻降噪效果。
【專利說(shuō)明】
一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通用機(jī)械消聲降噪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮機(jī)作為一種用于提高氣體壓力和輸送氣體的通用設(shè)備，在石油、天然氣、化工、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。壓縮機(jī)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，其中周期性的低頻噪聲特性顯著，是壓縮機(jī)噪聲中的主要組成部分。這些噪聲往往會(huì)對(duì)周圍人員的生理和心理健康造成各種傷害，聽(tīng)力下降，易于疲勞，注意力下降，生產(chǎn)效率降低等。
[0003]被動(dòng)降噪技術(shù)通過(guò)噪聲聲波與聲學(xué)材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)的相互作用消耗聲能，從而達(dá)到降低噪聲的目的，但難以用于控制低頻噪聲，除非不計(jì)任何代價(jià)將被動(dòng)降噪裝置制造得足夠大。若將被動(dòng)降噪技術(shù)用于控制低頻噪聲，被動(dòng)降噪裝置一般體積龐大，價(jià)格昂貴，而且難以安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種體積小、降噪效果好的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，包括聲音采集模塊，控制器模塊和聲音輸出模塊，所述聲音采集模塊、控制器模塊和聲音輸出模塊依次連接；
[0006]所述聲音采集模塊用以采集壓縮機(jī)的噪聲信號(hào)；
[0007]所述控制器模塊用以接收聲音采集模塊采集到的噪聲信號(hào)并對(duì)該噪聲信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號(hào)幅值相等且相位相反的反噪聲信號(hào)；
[0008]所述聲音輸出模塊用以接收控制器模塊輸出的反噪聲信號(hào)并輸出。
[0009]進(jìn)一步的是:還包括消聲評(píng)估模塊，所述消聲評(píng)估模塊與控制器模塊連接，所述消聲評(píng)估模塊用以采集干涉抵消后的噪聲信號(hào)并將其傳遞給控制器模塊，評(píng)估消聲降噪效果O
[0010]進(jìn)一步的是:所述聲音輸入模塊包括第一聲音采集器、第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路，所述第一聲音采集器、第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路依次連接。
[0011]進(jìn)一步的是:所述聲音輸出模塊包括聲音輸出設(shè)備，第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路，第二濾波電路、DA轉(zhuǎn)換電路，所述聲音輸出設(shè)備、第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第二濾波電路、DA轉(zhuǎn)換電路依次連接。
[0012]進(jìn)一步的是:所述消聲評(píng)估模塊包括第二聲音采集器、第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路，所述第二聲音采集器、第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二AD轉(zhuǎn)換電路依次連接。
[0013]進(jìn)一步的是:所述第一聲音采集器、第二聲音采集器和聲音輸出設(shè)備的數(shù)量在I?16個(gè)之間。
[0014]進(jìn)一步的是:所述第一聲音采集器、第二聲音采集器和聲音輸出設(shè)備環(huán)繞壓縮機(jī)布放，且第二聲音采集器較壓縮機(jī)的距離遠(yuǎn)于第一聲音采集器距壓縮機(jī)的距離。
[0015]進(jìn)一步的是:所述第一聲音采集器是非聲學(xué)傳感器或聲學(xué)傳感器，所述非聲學(xué)傳感器用以間接采集壓縮機(jī)特征頻率，根據(jù)特征頻率合成壓縮機(jī)噪聲信號(hào)；，所述采樣頻率為0.2kHz?I92kHz。
[0016]進(jìn)一步的是:所述第二聲音采集器為聲學(xué)傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz。進(jìn)一步的是:所述控制器模塊包括DSP芯片，所述DSP芯片的數(shù)量在I?16個(gè)之間。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用聲波相互干涉抵消的原理，可發(fā)出與壓縮機(jī)噪聲幅值相等而相位相反的反噪聲信號(hào)，干涉抵消初始噪聲，從而達(dá)到降低壓縮機(jī)噪聲水準(zhǔn)的目的，因而能以更小的體積獲得更好的低頻降噪效果，且消聲評(píng)估模塊的設(shè)置可以通過(guò)評(píng)估消聲效果使得控制器模塊不斷調(diào)整反噪聲信號(hào)的聲波的幅值和相位，從而達(dá)到預(yù)定的消聲效果。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為主動(dòng)消聲原理示意圖。
[0019]圖2為有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖3為有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中標(biāo)記為:第一聲音米集器1、第二聲音米集器2、揚(yáng)聲器3。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1所示為本發(fā)明原理圖，其基本原理為在聲場(chǎng)中引入次級(jí)聲源并利用其發(fā)出與初始噪聲幅值相等但相位相反的反噪聲，干涉抵消初始噪聲，從而達(dá)到抑制初始噪聲的目的。
[0024]如圖2所示的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，包括聲音采集模塊，控制器模塊和聲音輸出模塊，所述聲音采集模塊、控制器模塊和聲音輸出模塊依次連接；
[0025]所述聲音采集模塊用以采集壓縮機(jī)的噪聲信號(hào)；
[0026]所述控制器模塊用以接收聲音采集模塊采集到的噪聲信號(hào)并對(duì)該噪聲信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號(hào)幅值相等且相位相反的反噪聲信號(hào)；
[0027]所述聲音輸出模塊用以接收控制器模塊輸出的“反噪聲”信號(hào)并輸出，由于反噪聲信號(hào)與噪聲信號(hào)幅值相等而相位相反，使得兩個(gè)信號(hào)發(fā)生干涉反應(yīng)，從而達(dá)到降低噪音的目的，且本系統(tǒng)體積小，降噪效果好。
[0028]此外，所述聲音輸入模塊包括第一聲音米集器、第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路，所述第一聲音采集器、第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路依次連接，所述聲音輸出模塊包括聲音輸出設(shè)備，第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路，第二濾波電路、DA轉(zhuǎn)換電路，所述聲音輸出設(shè)備、第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第二濾波電路、DA轉(zhuǎn)換電路依次連接，第一聲音采集器獲取噪音信號(hào)后依次經(jīng)過(guò)第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路，使得采集到的模擬噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳至控制器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)經(jīng)DA轉(zhuǎn)換電路、第二濾波電路、第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路、聲音輸出設(shè)備將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)輸出，所述聲音輸出設(shè)備為揚(yáng)聲器或音響等，使用此種電路可使得信號(hào)采集和輸出更精確，有利于降低壓縮機(jī)的噪聲。
[0029]此外，還包括消聲評(píng)估模塊，所述消聲評(píng)估模塊與控制器模塊連接，所述消聲評(píng)估模塊用以采集干涉抵消后的噪聲信號(hào)并將其傳遞給控制器模塊，評(píng)估消聲降噪效果，所述消聲評(píng)估模塊包括第二聲音采集器、第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路，所述第二聲音采集器、第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路依次連接，第二聲音采集器將采集到的降噪后的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路，使得模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)反饋給控制器模塊，評(píng)估有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)的消聲效果。由于產(chǎn)生反噪聲信號(hào)時(shí)無(wú)法直接形成與初始噪聲信號(hào)幅值相等的信號(hào)，需要逐漸逼近，因此需消聲評(píng)估模塊進(jìn)行鑒定，當(dāng)檢測(cè)到降噪后的設(shè)備噪音高于我們?cè)O(shè)定值時(shí)，控制器模塊通過(guò)不斷調(diào)整聲音輸出模塊發(fā)出的反噪聲信號(hào)的幅值和相位，最終達(dá)到預(yù)期設(shè)定的消聲效果，使得降低壓縮機(jī)的噪聲效果更佳。
[0030]所述第一聲音采集器可以是聲學(xué)傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz，所述聲學(xué)傳感器可以為傳聲器、麥克風(fēng)等，所述第一聲音采集器也可以是非聲學(xué)傳感器，所述非聲學(xué)傳感器為轉(zhuǎn)速計(jì)、加速計(jì)、光學(xué)傳感器等，所述非聲學(xué)傳感器用以用以間接采集壓縮機(jī)特征頻率，根據(jù)特征頻率合成壓縮機(jī)噪聲信號(hào)。
[0031 ] 所述第二聲音采集器是聲學(xué)傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz，所述聲學(xué)傳感器可以為傳聲器、麥克風(fēng)等。
[0032]所述第一聲音采集器、第二聲音采集器和聲音輸出設(shè)備環(huán)繞壓縮機(jī)布放，且第二聲音采集器較壓縮機(jī)的距離遠(yuǎn)于第一聲音采集器距壓縮機(jī)的距離，第一聲音采集器、第二聲音采集器和聲音輸出設(shè)備的數(shù)量在I?16個(gè)之間，所述控制器模塊包括DSP芯片，所述DSP芯片的數(shù)量在I?16個(gè)之間。
[0033]如圖3所示為其中一個(gè)實(shí)施例，壓縮機(jī)四周設(shè)置有四個(gè)測(cè)量壓縮機(jī)噪聲信號(hào)的第一聲學(xué)傳感器I，每個(gè)第一聲學(xué)傳感器I周圍均設(shè)置有對(duì)應(yīng)的輸出揚(yáng)聲器3和測(cè)量消聲后信號(hào)的第二聲學(xué)傳感器2，第二聲學(xué)傳感器2距壓縮機(jī)的距離大于第一聲學(xué)傳感器I距壓縮機(jī)的距離，第一聲學(xué)傳感器I用以采集壓縮機(jī)的噪音信號(hào)，揚(yáng)聲器3用以發(fā)出與噪音信號(hào)幅值相等、相位相反的反噪音信號(hào)，使得壓縮機(jī)周圍的噪音得以減低，第二聲學(xué)傳感器2可以采集發(fā)生干涉的噪音，進(jìn)行消聲效果的評(píng)估，使得反噪音信號(hào)的聲波的幅值和相位可通過(guò)不斷調(diào)整而得到最好的降噪效果。
[0034]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:包括聲音采集模塊，控制器模塊和聲音輸出模塊，所述聲音采集模塊、控制器模塊和聲音輸出模塊依次連接； 所述聲音采集模塊用以采集壓縮機(jī)的噪聲信號(hào)； 所述控制器模塊用以接收聲音采集模塊采集到的噪聲信號(hào)并對(duì)該噪聲信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號(hào)幅值相等且相位相反的反噪聲信號(hào)； 所述聲音輸出模塊用以接收控制器模塊輸出的反噪聲信號(hào)并輸出。2.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:還包括消聲評(píng)估模塊，所述消聲評(píng)估模塊與控制器模塊連接，所述消聲評(píng)估模塊用以采集干涉抵消后的噪聲信號(hào)并將其傳遞給控制器模塊，評(píng)估消聲降噪效果。3.如權(quán)利要求2所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述消聲評(píng)估模塊包括第二聲音采集器、第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路，所述第二聲音采集器、第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路依次連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述聲音輸入模塊包括第一聲音米集器、第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路，所述第一聲音采集器、第一數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第一濾波電路、第一 AD轉(zhuǎn)換電路依次連接。5.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述聲音輸出模塊包括聲音輸出設(shè)備，第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路，第二濾波電路、DA轉(zhuǎn)換電路，所述聲音輸出設(shè)備、第二數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第二濾波電路、DA轉(zhuǎn)換電路依次連接。6.如權(quán)利要求3、4或5所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述第一聲音采集器、第二聲音采集器和聲音輸出設(shè)備的數(shù)量在I?16個(gè)之間。7.如權(quán)利要求3、4或5所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述第一聲音米集器、第二聲音米集器和聲音輸出設(shè)備環(huán)繞壓縮機(jī)布放，且第二聲音米集器較壓縮機(jī)的距離遠(yuǎn)于第一聲音采集器距壓縮機(jī)的距離。8.如權(quán)利要求3所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述第二聲音采集器為聲學(xué)傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz。9.如權(quán)利要求4所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述第一聲音采集器是非聲學(xué)傳感器或聲學(xué)傳感器，所述非聲學(xué)傳感器用以間接采集壓縮機(jī)特征頻率，根據(jù)特征頻率合成壓縮機(jī)噪聲信號(hào)，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz。10.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機(jī)有源主動(dòng)消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器模塊包括DSP芯片，所述DSP芯片的數(shù)量在I?16個(gè)之間。
【文檔編號(hào)】F04B39/00GK105840462SQ201610343435
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】周明龍, 陳文卿, 李星星, 邢子文, 何志龍
【申請(qǐng)人】蘇州艾柏特精密機(jī)械有限公司