一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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的噪聲信號；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并對該噪聲信號進行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號幅值相等且相位相反的反噪聲信號；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)出與壓縮機噪聲幅值相等而相位相反的反噪聲信號，干涉抵消初始噪聲，從而達到降低壓縮機噪聲水準的目的，因而能以更小的體積獲得更好的低頻降噪效果。
【專利說明】
一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通用機械消聲降噪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮機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。壓縮機在工作過程中會產(chǎn)生很大的噪聲，其中周期性的低頻噪聲特性顯著，是壓縮機噪聲中的主要組成部分。這些噪聲往往會對周圍人員的生理和心理健康造成各種傷害，聽力下降，易于疲勞，注意力下降，生產(chǎn)效率降低等。
[0003]被動降噪技術(shù)通過噪聲聲波與聲學材料或聲學結(jié)構(gòu)的相互作用消耗聲能，從而達到降低噪聲的目的，但難以用于控制低頻噪聲，除非不計任何代價將被動降噪裝置制造得足夠大。若將被動降噪技術(shù)用于控制低頻噪聲，被動降噪裝置一般體積龐大，價格昂貴，而且難以安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、降噪效果好的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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的噪聲信號；
[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并對該噪聲信號進行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號幅值相等且相位相反的反噪聲信號；
[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并輸出。
[0009]進一步的是:還包括消聲評估模塊，所述消聲評估模塊與控制器模塊連接，所述消聲評估模塊用以采集干涉抵消后的噪聲信號并將其傳遞給控制器模塊，評估消聲降噪效果O
[0010]進一步的是: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]進一步的是:所述消聲評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個之間。
[0014]進一步的是: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)繞壓縮機布放，且第二聲音采集器較壓縮機的距離遠于第一聲音采集器距壓縮機的距離。
[0015]進一步的是:所述第一聲音采集器是非聲學傳感器或聲學傳感器，所述非聲學傳感器用以間接采集壓縮機特征頻率，根據(jù)特征頻率合成壓縮機噪聲信號；，所述采樣頻率為0.2kHz?I92kHz。
[0016]進一步的是:所述第二聲音采集器為聲學傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz。進一步的是: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)出與壓縮機噪聲幅值相等而相位相反的反噪聲信號，干涉抵消初始噪聲，從而達到降低壓縮機噪聲水準的目的，因而能以更小的體積獲得更好的低頻降噪效果，且消聲評估模塊的設(shè)置可以通過評估消聲效果使得控制器模塊不斷調(diào)整反噪聲信號的聲波的幅值和相位，從而達到預(yù)定的消聲效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為主動消聲原理示意圖。
[0019]圖2為有源主動消聲降噪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖3為有源主動消聲降噪系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖中標記為:第一聲音米集器1、第二聲音米集器2、揚聲器3。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0023]如圖1所示為本發(fā)明原理圖，其基本原理為在聲場中引入次級聲源并利用其發(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，從而達到抑制初始噪聲的目的。
[0024]如圖2所示的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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的噪聲信號；
[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并對該噪聲信號進行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號幅值相等且相位相反的反噪聲信號；
[0027]所述聲音輸出模塊用以接收控制器模塊輸出的“反噪聲”信號并輸出，由于反噪聲信號與噪聲信號幅值相等而相位相反，使得兩個信號發(fā)生干涉反應(yīng)，從而達到降低噪音的目的，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后依次經(jīng)過第一數(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轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳至控制器模塊進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過處理后的信號經(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)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號輸出，所述聲音輸出設(shè)備為揚聲器或音響等，使用此種電路可使得信號采集和輸出更精確，有利于降低壓縮機的噪聲。
[0029]此外，還包括消聲評估模塊，所述消聲評估模塊與控制器模塊連接，所述消聲評估模塊用以采集干涉抵消后的噪聲信號并將其傳遞給控制器模塊，評估消聲降噪效果，所述消聲評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依次經(jīng)過第三數(shù)據(jù)調(diào)理電路、第三濾波電路和第二 AD轉(zhuǎn)換電路，使得模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號反饋給控制器模塊，評估有源主動消聲降噪系統(tǒng)的消聲效果。由于產(chǎn)生反噪聲信號時無法直接形成與初始噪聲信號幅值相等的信號，需要逐漸逼近，因此需消聲評估模塊進行鑒定，當檢測到降噪后的設(shè)備噪音高于我們設(shè)定值時，控制器模塊通過不斷調(diào)整聲音輸出模塊發(fā)出的反噪聲信號的幅值和相位，最終達到預(yù)期設(shè)定的消聲效果，使得降低壓縮機的噪聲效果更佳。
[0030]所述第一聲音采集器可以是聲學傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz，所述聲學傳感器可以為傳聲器、麥克風等，所述第一聲音采集器也可以是非聲學傳感器，所述非聲學傳感器為轉(zhuǎn)速計、加速計、光學傳感器等，所述非聲學傳感器用以用以間接采集壓縮機特征頻率，根據(jù)特征頻率合成壓縮機噪聲信號。
[0031 ] 所述第二聲音采集器是聲學傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz，所述聲學傳感器可以為傳聲器、麥克風等。
[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)繞壓縮機布放，且第二聲音采集器較壓縮機的距離遠于第一聲音采集器距壓縮機的距離，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個之間。
[0033]如圖3所示為其中一個實施例，壓縮機四周設(shè)置有四個測量壓縮機噪聲信號的第一聲學傳感器I，每個第一聲學傳感器I周圍均設(shè)置有對應(yīng)的輸出揚聲器3和測量消聲后信號的第二聲學傳感器2，第二聲學傳感器2距壓縮機的距離大于第一聲學傳感器I距壓縮機的距離，第一聲學傳感器I用以采集壓縮機的噪音信號，揚聲器3用以發(fā)出與噪音信號幅值相等、相位相反的反噪音信號，使得壓縮機周圍的噪音得以減低，第二聲學傳感器2可以采集發(fā)生干涉的噪音，進行消聲效果的評估，使得反噪音信號的聲波的幅值和相位可通過不斷調(diào)整而得到最好的降噪效果。
[0034]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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的噪聲信號； 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并對該噪聲信號進行處理，產(chǎn)生與該噪聲信號幅值相等且相位相反的反噪聲信號； 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并輸出。2.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:還包括消聲評估模塊，所述消聲評估模塊與控制器模塊連接，所述消聲評估模塊用以采集干涉抵消后的噪聲信號并將其傳遞給控制器模塊，評估消聲降噪效果。3.如權(quán)利要求2所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述消聲評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所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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個之間。7.如權(quán)利要求3、4或5所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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)繞壓縮機布放，且第二聲音米集器較壓縮機的距離遠于第一聲音采集器距壓縮機的距離。8.如權(quán)利要求3所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述第二聲音采集器為聲學傳感器，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz。9.如權(quán)利要求4所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(tǒng)，其特征在于:所述第一聲音采集器是非聲學傳感器或聲學傳感器，所述非聲學傳感器用以間接采集壓縮機特征頻率，根據(jù)特征頻率合成壓縮機噪聲信號，所述采樣頻率為0.2kHz?192kHz。10.如權(quán)利要求1所述的一種壓縮機有源主動消聲降噪系統(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個之間。
【文檔編號】F04B39/00GK105840462SQ201610343435
【公開日】2016年8月10日
【申請日】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
【申請人】蘇州艾柏特精密機械有限公司