一種雙層有源隔聲窗的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙層有源通風(fēng)隔聲窗，包括進(jìn)雙層玻璃、窗框、前饋式有源噪聲控制裝置。所述有源噪聲控制系統(tǒng)包括有控制聲源、參考傳感器、誤差傳聲器、外圍電路和有源控制器，所述控制聲源嵌入至窗框中，置于由雙層玻璃與窗框圍成的封閉空腔的四角外側(cè)。所述誤差傳感器置于雙層玻璃與窗框圍成的封閉空腔內(nèi)部的四角內(nèi)側(cè)。所述參考傳感器置于有源隔聲窗外下方。本發(fā)明使用雙層玻璃加空腔結(jié)構(gòu)隔離中高頻噪聲，應(yīng)用有源噪聲裝置對(duì)進(jìn)入空腔中的低頻噪聲進(jìn)行控制，抑制低頻噪聲透過(guò)玻璃進(jìn)入室內(nèi)。本發(fā)明可在寬頻范圍內(nèi)有效隔離噪聲，防治噪聲污染，且窗戶采光性能不產(chǎn)生任何影響。
【專利說(shuō)明】
一種雙層有源隔聲窗
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種噪聲控制系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種建筑門窗使用的有源噪聲控制系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)城市噪聲對(duì)于居民的干擾和危害日益嚴(yán)重，已經(jīng)成為城市環(huán)境的一大公害。城市噪聲主要有:交通噪聲、工業(yè)噪聲、建筑施工噪聲、社會(huì)生活噪聲。城市噪聲干擾居民的工作、學(xué)習(xí)、休息和睡眠，嚴(yán)重的還會(huì)危害人體的健康，引起疾病和噪聲性耳聾。而建筑室內(nèi)80 %以上的噪音都是通過(guò)窗戶和門進(jìn)入的，對(duì)建筑門窗進(jìn)行噪聲治理勢(shì)在必行。
[0003]目前市面上大量存在使用中空玻璃、夾膠玻璃等隔聲量較高的玻璃制作的單層或雙層隔聲窗產(chǎn)品，這些隔聲窗對(duì)中高頻噪聲有較高的隔聲量，因此可以獲得數(shù)值較高的A 記權(quán)隔聲值。但對(duì)于200Hz以下的低頻噪聲，傳統(tǒng)的隔聲窗產(chǎn)品則很難起到隔聲作用，從而極大地影響了隔聲窗的實(shí)用性，無(wú)法提升建筑室內(nèi)的舒適性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供有源噪聲控制系統(tǒng)，在不影響普通隔聲窗的中高頻隔聲性能的同時(shí)，應(yīng)用有源噪聲控制技術(shù)抑制進(jìn)入隔聲窗空腔的低頻噪聲，顯著提高隔聲窗低頻隔聲量，使建筑室內(nèi)獲得真正寧?kù)o舒適的環(huán)境。本發(fā)明可廣泛用于建筑門窗中，在100Hz-4000Hz頻率范圍內(nèi)具有較高隔聲量。本發(fā)明的雙層有源隔聲窗的有源控制系統(tǒng)安裝中，控制聲源和誤差傳感器放置于隔聲窗空腔的四角，參考傳感器、外圍電路和有源控制器放置在隔聲窗的外下方，不占隔聲窗玻璃的米光區(qū)域，對(duì)隔聲窗的米光性能不產(chǎn)生任何影響。
[0005]本發(fā)明的上述目的是通過(guò)有源噪聲控制系統(tǒng)主動(dòng)聲源控制的構(gòu)思來(lái)達(dá)到的，其具體技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗由兩層平板玻璃和窗框圍成封閉空腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對(duì)中高頻噪聲能有效隔離。由控制聲源、參考傳感器、誤差傳感器、外圍電路和有源控制器構(gòu)成的有源噪聲控制裝置抑制低頻噪聲向室內(nèi)傳播。
[0007]所述控制聲源嵌入至窗框中，置于由雙層玻璃與窗框圍成的封閉空腔的四角外偵k所述誤差傳感器置于所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔內(nèi)部的四角內(nèi)側(cè)。所述參考傳感器置于有源隔聲窗外下方。所述誤差傳聲器用于采集進(jìn)入所述有源隔聲窗空腔內(nèi)的噪聲信號(hào)作為誤差信號(hào)，所述參考傳感器用于進(jìn)入采集窗前的噪聲信號(hào)作為參考信號(hào)， 誤差信號(hào)和參考信號(hào)分別傳輸至所述外圍電路，所述外圍電路將接收的誤差信號(hào)放大后傳輸至所述有源控制器，所述有源控制器為多通道有源控制器，所述多通道有源控制器基于誤差信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行多通道耦合運(yùn)算生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳輸至所述外圍電路，所述外圍電路對(duì)接收的控制信號(hào)放大后輸入所述控制聲源，所述控制聲源以接收的控制信號(hào)對(duì)低頻噪聲進(jìn)行控制吸收。
[0008]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述玻璃厚度為5mm-20mm，前后兩層所述玻璃與所述窗框圍成封閉腔體，隔離中高頻噪聲。
[0009]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述玻璃為平板玻璃，包括普通平板玻璃、鋼化玻璃、噴砂玻璃、壓花玻璃、中空玻璃、夾膠玻璃等。
[0010]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述窗框?yàn)槠胀ㄩT窗型材，包括鋁合金型材、塑鋼型材、木質(zhì)型材和鋁木復(fù)合型材等。
[0011]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述控制聲源為揚(yáng)聲器，所述控制聲源嵌入至窗框中，置于由所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔的四角外側(cè)。
[0012]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述參考傳感器為駐極體傳聲器，置于所述雙層有源隔聲窗外下方。
[0013]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述誤差傳感器為駐極體傳聲器，置于所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔內(nèi)部的四角內(nèi)側(cè)。
[0014]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述外圍電路包括4路誤差信號(hào)濾波放大電路、1 路參考信號(hào)濾波放大電路、4路控制信號(hào)濾波放大電路。
[0015]本發(fā)明的雙層有源隔聲窗，其中所述有源控制器為多通道有源控制器，采用多通道Fx-LMS算法。
[0016]本發(fā)明的主被動(dòng)結(jié)合吸聲的門窗通風(fēng)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017] 1、雙層有源隔聲窗的雙層玻璃加封閉空腔中的空氣層對(duì)中高頻噪聲有較好地隔聲性能。
[0018]2、裝置參考傳感器、誤差傳感器、控制聲源、外圍電路和有源控制器構(gòu)成的有源噪聲控制系統(tǒng)，運(yùn)用有源噪聲控制技術(shù)，充分利用有源控制技術(shù)在低頻領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，對(duì)噪聲治理中最難處理的200Hz以下低頻噪聲進(jìn)行針對(duì)性地治理，滿足門窗的低頻隔聲需求。
[0019]3、多通道有源控制器采用多通道Fx-LMS算法，該算法是前饋控制算法，能有效地防止控制信號(hào)發(fā)散的問(wèn)題，顯著提高低頻噪聲控制精度。
[0020]4、本發(fā)明的有源噪聲控制系統(tǒng)在隔聲窗中放置位置隱蔽，與隔音窗配合使用，與隔聲窗窗溶為一體，便于隔聲窗外觀美化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)性能優(yōu)越，操作方便，維護(hù)方便?！靖綀D說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明雙層有源隔聲窗的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明雙層有源隔聲窗隔聲性能測(cè)試系統(tǒng)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明雙層有源隔聲窗有源控制系統(tǒng)控制通道示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明雙層有源隔聲窗隔聲性能曲線圖【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]如圖2所示，本發(fā)明的雙層有源隔聲窗安裝在隔聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試墻上，隔聲窗的外形尺寸是長(zhǎng)1200_ X寬1000mm。所述玻璃為厚度5.0_的普通平板玻璃，空腔厚度為20.0mm。所述窗框?yàn)閷?shí)木結(jié)構(gòu)，窗框上預(yù)留直徑120mm圓型安裝孔。
[0027]所述控制聲源安裝在所述窗框的安裝孔內(nèi)，共8個(gè)，置于由雙層玻璃與窗框圍成的封閉空腔的四角外側(cè)，每個(gè)角的連個(gè)控制聲源并聯(lián)成一個(gè)通道，8個(gè)控制聲源共組成4路控制通道，如圖3所示。
[0028]所述誤差傳感器置于所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔內(nèi)部的四角內(nèi)側(cè)， 共4個(gè)。
[0029]所述雙層有源隔聲窗左側(cè)為發(fā)聲室(9)，所述參考傳感器置于有源隔聲窗左側(cè)外下方，所述信號(hào)源(10)輸出各類噪聲模擬信號(hào)輸入至噪聲源揚(yáng)聲器(11)發(fā)出福射噪聲。
[0030]所述誤差傳聲器用于采集進(jìn)入所述有源隔聲窗空腔內(nèi)的噪聲信號(hào)作為誤差信號(hào)， 所述參考傳感器用于進(jìn)入采集窗前的噪聲信號(hào)作為參考信號(hào)，誤差信號(hào)和參考信號(hào)分別傳輸至所述外圍電路，所述外圍電路將接收的誤差信號(hào)放大后傳輸至所述有源控制器，所述有源控制器為多通道有源控制器，所述多通道有源控制器基于誤差信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行多通道耦合運(yùn)算生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳輸至所述外圍電路，所述外圍電路對(duì)接收的控制信號(hào)放大后輸入所述控制聲源，所述控制聲源以接收的控制信號(hào)對(duì)低頻噪聲進(jìn)行控制吸收。
[0031]所述雙層有源隔聲窗右側(cè)為接收室(12)，在所述接收室中放置5個(gè)測(cè)量傳感器 (13)，所述測(cè)量傳感器為可移動(dòng)式駐極體傳聲器，可在所述接收室內(nèi)任意位置移動(dòng)，評(píng)估所述雙層有源隔聲窗的隔聲性能。
[0032]在實(shí)施實(shí)例中，所述對(duì)放大后的誤差信號(hào)進(jìn)行控制的步驟包括以下步驟:
[0033]1、使用白噪聲對(duì)所述放大后的誤差信號(hào)進(jìn)行離線建模。
[0034]2、分別以100Hz和200Hz單頻正弦波為參考信號(hào)對(duì)建模后的誤差信號(hào)的100Hz和 200Hz線譜分量進(jìn)行模擬。
[0035]3、參考傳感器采集輻射至隔聲窗前的噪聲信號(hào)作為參考信號(hào)，分別將參考信號(hào)輸入自適應(yīng)濾波器和算法控制器。信號(hào)采樣率fs = 2000Hz，所有濾波器均為FIR濾波器。
[0036]4、通過(guò)多通道有源控制器采用多通道Fx-LMS算法對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)控制， 以誤差傳感器處聲功率最小為控制目標(biāo)函數(shù)。
[0037]圖4為所述雙層有源隔聲窗隔聲性能曲線圖，測(cè)試兩種狀態(tài)下實(shí)施實(shí)例裝置的隔聲性能。狀態(tài)1:有源噪聲控制系統(tǒng)關(guān)閉；狀態(tài)2:有源噪聲控制系統(tǒng)開(kāi)啟。從測(cè)試結(jié)果可以看到，狀態(tài)1情況下，實(shí)施實(shí)例的雙層有源隔聲窗隔聲在有源噪聲控制系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，該裝置依靠雙層平板玻璃和空腔空氣層隔離入射噪聲，隔聲窗的A記權(quán)隔聲量為38dB，但200Hz以下低頻噪聲的隔聲量低至25dB以下，無(wú)法滿足低頻隔聲需求。當(dāng)實(shí)施實(shí)例的雙層有源隔聲窗在狀態(tài)2時(shí)，有源噪聲控制系統(tǒng)開(kāi)啟，則裝置的低頻隔聲性能有極大幅度的提升，200Hz 以下低頻噪聲的隔聲量超過(guò)45dB，裝置A記權(quán)隔聲量達(dá)到48dB，可以在100Hz-4000Hz頻率范圍內(nèi)為建筑室內(nèi)提供高隔聲量的噪聲防護(hù)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.雙層有源隔聲窗，包括由玻璃(1)、窗框(2)圍成的封閉空腔，控制聲源(4)、參考傳 感器(5)、誤差傳感器(6)、外圍電路(7)和有源控制器(8)構(gòu)成的有源噪聲控制裝置。其 特征在于:兩層所述玻璃和所述窗框圍成封閉空腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對(duì)中高頻噪聲能有效隔離。 所述控制聲源嵌入至窗框中，置于由雙層玻璃與窗框圍成的封閉空腔的四角外側(cè)。所述誤 差傳感器置于所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔內(nèi)部的四角內(nèi)側(cè)。所述參考傳感器 置于有源隔聲窗外下方。所述誤差傳聲器用于采集進(jìn)入所述有源隔聲窗空腔內(nèi)的噪聲信號(hào) 作為誤差信號(hào)，所述參考傳感器用于進(jìn)入采集窗前的噪聲信號(hào)作為參考信號(hào)，誤差信號(hào)和 參考信號(hào)分別傳輸至所述外圍電路，所述外圍電路將接收的誤差信號(hào)放大后傳輸至所述有 源控制器，所述有源控制器為多通道有源控制器，所述多通道有源控制器基于誤差信號(hào)和 參考信號(hào)進(jìn)行多通道耦合運(yùn)算生成控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)傳輸至所述外圍電路，所 述外圍電路對(duì)接收的控制信號(hào)放大后輸入所述控制聲源，所述控制聲源以接收的控制信號(hào) 對(duì)低頻噪聲進(jìn)行控制吸收。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述玻璃(1)厚度為 5mm-20mm，前后兩層所述玻璃與所述窗框(2)圍成封閉腔體，隔離中高頻噪聲。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述玻璃(1)為平板玻璃，包 括普通平板玻璃、鋼化玻璃、噴砂玻璃、壓花玻璃、中空玻璃、夾膠玻璃等。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述窗框(2)為普通門窗型 材，包括鋁合金型材、塑鋼型材、木質(zhì)型材和鋁木復(fù)合型材等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述控制聲源(4)為揚(yáng)聲器， 所述控制聲源嵌入至窗框中，置于由所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔的四角外 側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述參考傳感器(5)為駐極 體傳聲器，置于所述雙層有源隔聲窗外下方。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述誤差傳感器(6)為駐極 體傳聲器，置于所述雙層玻璃與所述窗框圍成的封閉空腔內(nèi)部的四角內(nèi)側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述外圍電路(7)包括4路 誤差信號(hào)濾波放大電路、1路參考信號(hào)濾波放大電路、4路控制信號(hào)濾波放大電路。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層有源隔聲窗，其特征在于:所述有源控制器(8)為多通 道有源控制器，采用多通道Fx-LMS算法。
【文檔編號(hào)】E06B5/20GK105986745SQ201510094309
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日
【發(fā)明人】唐俊
【申請(qǐng)人】蘇州靜聲泰環(huán)?？萍加邢薰?br>