專利名稱：一種有源通風(fēng)隔聲窗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種建筑噪聲控制裝置，特別是涉及一種利用有源噪聲控制技術(shù) 來實(shí)現(xiàn)既滿足通風(fēng)要求，又能有效隔聲保證建筑室內(nèi)靜音的有源通風(fēng)隔聲窗。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有建筑安裝的窗，無論是木窗、鋼窗、鋁合金窗、塑鋼窗等，主要的功能就是采光 和通風(fēng)。由于城市化的進(jìn)程越來越快，噪聲污染已經(jīng)成為環(huán)境污染的重要方面之一，街道上 的交通噪聲、工地的施工噪聲、鄰里間的娛樂噪聲等等，令人們?nèi)找共粚帯嬍畴y安。目前采用隔聲窗治理建筑噪聲是一種較好的辦法，特別是針對交通噪聲效果比較 明顯。但是，人們開窗通風(fēng)的習(xí)慣會(huì)導(dǎo)致隔聲窗的隔聲性能直接下降，因此普通隔聲窗存在 “開窗吵死，關(guān)窗憋死”的問題，而且采用隔聲結(jié)構(gòu)或吸聲材料等降噪措施雖然對中、高頻噪 聲較為有效，但是對低頻噪聲的控制效果不大。現(xiàn)在，通風(fēng)隔聲窗的出現(xiàn)在一定程度上可以解決上述問題，但通風(fēng)隔聲窗在處理 工地施工噪聲、鐵路、機(jī)場噪聲等噪聲級超過80-90dB，噪聲能量集中在低頻250以下的噪 聲時(shí)存在很大的問題，通常需要以犧牲通風(fēng)量為代價(jià)，通過增加通風(fēng)通道彎折次數(shù)，減小風(fēng) 道面積等措施來解決低頻噪聲隔聲問題，從而使制作工藝難度大大增加，制作成本也高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于，針對上述存在的問題，提供一種對低頻噪聲和高頻 噪聲均能有效隔聲，且具有良好地通風(fēng)性能的有源通風(fēng)隔聲窗。本實(shí)用新型采用有源噪聲控制技術(shù)，又稱為噪聲主動(dòng)控制，簡稱ANC，是應(yīng)用計(jì)算 機(jī)及電子技術(shù)進(jìn)行噪聲控制的新方法，其優(yōu)勢在于對低頻噪聲的控制。其主要思想是在聲 場控制區(qū)域人為地產(chǎn)生一個(gè)與待控噪聲聲波幅值相等、相位相反的聲波，前后兩者疊加后 實(shí)現(xiàn)相消干涉而達(dá)到消聲目的。一般稱噪聲源為初級聲源，產(chǎn)生控制聲波的聲源稱為次級 聲源。噪聲有源控制的理論基礎(chǔ)是聲波的楊氏干涉理論，即由聲場的線性疊加原理可知，當(dāng) 頻率相同，相位差恒定的兩列聲波相遇時(shí)，在空間產(chǎn)生相互干涉現(xiàn)象，如圖1所示，當(dāng)初級 聲源和次級聲源振幅相等，相位相反時(shí)，對于初級聲源而言，就可以在一定的區(qū)域內(nèi)達(dá)到消 聲的效果。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種有源通風(fēng)隔聲窗，包括隔聲窗，其特征在于在所 述隔聲窗上設(shè)置有有源隔聲通風(fēng)裝置，所述有源隔聲通風(fēng)裝置包括連通室內(nèi)外的通風(fēng)通道 和有源噪聲控制系統(tǒng)；所述有源噪聲控制系統(tǒng)包括次級聲源、傳感器和自適應(yīng)有源控制器，所述次級聲 源設(shè)置在通風(fēng)通道的壁面，所述傳感器設(shè)置在與室內(nèi)連通的進(jìn)風(fēng)口和與室外連通的出風(fēng)口 處，所述次級聲源和傳感器與所述自適應(yīng)有源控制器電連接。本實(shí)用新型所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其所述隔聲窗包括內(nèi)外兩層窗框，所述通風(fēng) 通道設(shè)置于內(nèi)外兩層窗框之間。[0010]本實(shí)用新型所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其所述通風(fēng)通道由隔聲板構(gòu)成，在所述通風(fēng) 通道內(nèi)壁設(shè)置有吸聲層。本實(shí)用新型所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其所述設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口處的傳感器為單指向性 特性的麥克風(fēng)。本實(shí)用新型 所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其在所述通風(fēng)通道內(nèi)、與通風(fēng)通道水平的設(shè) 置有至少一塊微孔板。本實(shí)用新型所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其所述微孔板將通風(fēng)通道分隔為均勻的氣流 通道。本實(shí)用新型所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其所述次級聲源為揚(yáng)聲器。本實(shí)用新型在現(xiàn)有通風(fēng)隔聲窗上設(shè)置有源隔聲通風(fēng)裝置，利用有源噪聲控制技術(shù) 對低頻噪聲進(jìn)行抵消吸收，同時(shí)采用在通風(fēng)通道內(nèi)壁敷設(shè)由吸聲材料構(gòu)成的吸聲層以及通 風(fēng)通道內(nèi)部的吸聲結(jié)構(gòu)對中高頻噪聲進(jìn)行吸收，這樣在保持良好通風(fēng)性能的情況下，也能 對低頻噪聲和高頻噪聲進(jìn)行有效地降噪處理。

圖1是楊氏干涉原理。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的立體圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯視圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一的主視圖。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的立體圖。圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例二的俯視圖。圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例二的主視圖。圖中標(biāo)記1為隔聲窗，2為通風(fēng)通道，3為次級聲源，4為參考傳感器，5為誤差傳 感器，6為進(jìn)風(fēng)口，7為出風(fēng)口，8為吸聲層，9為微孔板。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只 是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。實(shí)施例一如圖2、3和4所示，一種有源通風(fēng)隔聲窗，包括隔聲窗1，所述隔聲窗 1包括內(nèi)外兩層窗框，在所述隔聲窗1上設(shè)置有有源隔聲通風(fēng)裝置，所述有源隔聲通風(fēng)裝置 包括連通室內(nèi)外的通風(fēng)通道2和有源噪聲控制系統(tǒng)。所述通風(fēng)通道2由隔聲板構(gòu)成，也可 由隔聲窗窗框直接構(gòu)成，在所述通風(fēng)通道2內(nèi)壁設(shè)置有由2cm吸聲毛毯構(gòu)成的吸聲層8。其中，所述通風(fēng)通道2設(shè)置于所述內(nèi)外兩層窗框之間，所述有源噪聲控制系統(tǒng)包 括次級聲源3、傳感器和自適應(yīng)有源控制器，所述次級聲源3設(shè)置在通風(fēng)通道2的側(cè)壁面，所 述次級聲源3為揚(yáng)聲器，如動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、紙盆式揚(yáng)聲器、壓電式揚(yáng)聲器等；所述傳感器分 為參考傳感器4和誤差傳感器5，所述參考傳感器4設(shè)置在與室內(nèi)連通的進(jìn)風(fēng)口 6處，所述誤差傳感器5設(shè)置在與室外連通的出風(fēng)口 7處，所述參考傳感器4和誤差傳感器5分別陣列 放置在進(jìn)、出風(fēng)口壁面，所述設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口 6處的參考傳感器4為單指向性特性的麥克風(fēng)， 使用具有單指向性特性的麥克風(fēng)作為參考傳感器，可直接采集入射噪聲信號(hào)作為自適應(yīng)有 源控制系統(tǒng)的參考信號(hào)，用參考信號(hào)拾取法解決自適應(yīng)控制系統(tǒng)的聲反饋問題。所述次級 聲源3和傳感器與所述自適應(yīng)有源控制器電連接。實(shí)施例二 如圖5、6和7所示，一種有源通風(fēng)隔聲窗，包括隔聲窗1，所述隔聲窗1 包括內(nèi)外兩層窗框，在所述隔聲窗1上設(shè)置有有源隔聲通風(fēng)裝置，所述有源隔聲通風(fēng)裝置 包括連通室內(nèi)外的通風(fēng)通道2和有源噪聲控制系統(tǒng)。其中，所述通風(fēng)通道2設(shè)置于所述內(nèi)外兩層窗框之間，所述有源噪聲控制系統(tǒng)包 括次級聲源3、傳感器和自適應(yīng)有源控制器，所述次級聲源3設(shè)置在通風(fēng)通道2的頂部和底 部，所述次級聲源3為揚(yáng)聲器，如動(dòng)圈式揚(yáng)聲器、紙盆式揚(yáng)聲器、壓電式揚(yáng)聲器等；所述傳感 器分為參考傳感器4和誤差傳感器5，所述參考傳感器4設(shè)置在與室內(nèi)連通的進(jìn)風(fēng)口 6處， 所述誤差傳感器5設(shè)置在與室外連通的出風(fēng)口 7處，所述參考傳感器4和誤差傳感器5分 別陣列放置在進(jìn)、出風(fēng)口壁面，所述設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口 6處的參考傳感器4為單指向性特性的麥 克風(fēng)，使用具有單指向性特性的麥克風(fēng)作為參考傳感器，可直接采集入射噪聲信號(hào)作為自 適應(yīng)有源控制系統(tǒng)的參考信號(hào)，用參考信號(hào)拾取法解決自適應(yīng)控制系統(tǒng)的聲反饋問題。所 述次級聲源3和傳感器與所述自適應(yīng)有源控制器電連接。所述通風(fēng)通道2由隔聲板構(gòu)成，在所述通風(fēng)通道2內(nèi)壁設(shè)置有由吸聲材料構(gòu)成的 吸聲層，在所述通風(fēng)通道2內(nèi)、與通風(fēng)通道2水平的設(shè)置有兩塊微孔板9進(jìn)行消聲，同時(shí)微 孔板9將通風(fēng)通道2隔離成均勻的三部分，對氣流進(jìn)行整流。本實(shí)用新型的工作原理有源通風(fēng)隔聲窗的工作頻率范圍分為兩個(gè)部分，以 500Hz為界。500Hz以上的中高頻部分噪聲主要由敷設(shè)在通風(fēng)通道四壁的吸聲材料和通風(fēng) 通道內(nèi)部的吸聲結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸收，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的交錯(cuò)設(shè)置，使氣流通道為轉(zhuǎn)角式布局，拐 角結(jié)構(gòu)對中高頻噪聲能再次進(jìn)行傳播阻隔。采用這種吸聲材料、吸聲結(jié)構(gòu)等降噪措施稱為 “無源降噪技術(shù)”，一般說來，無源噪聲控制對中、高頻噪聲較為有效，而對低頻噪聲的控制 效果不大。對500Hz以下的低頻噪聲，則采用有源噪聲控制技術(shù)，首先噪聲由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入通 風(fēng)通道內(nèi)，由位于進(jìn)風(fēng)口處的參考傳感器采集入射噪聲信號(hào)，由位于出風(fēng)口處的誤差傳感 器采集透射的噪聲信號(hào)，并將噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后將兩組傳感器模擬信號(hào)經(jīng)過 帶通濾波器處理后輸入到自適應(yīng)有源控制器的A/D采樣模塊，經(jīng)A/D采樣模塊將模擬信號(hào) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸入到自適應(yīng)有源控制器的運(yùn)算模塊，自適應(yīng)有源控制器根據(jù)入射噪聲 參考信號(hào)和透射噪聲誤差信號(hào)的值，使用自適應(yīng)算法得到一組激勵(lì)信號(hào)，并把激勵(lì)信號(hào)輸 入到自適應(yīng)有源控制器的D/A模塊，將激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，最后該模擬電壓信 號(hào)通過重構(gòu)濾波器和功率放大器輸送給次級聲源，次級聲源發(fā)出與入射聲信號(hào)相位相反、 幅值相等的反聲信號(hào)，在控制面對入射聲進(jìn)行疊加抵消，最終使得位于出風(fēng)口處的誤差傳 感器采集到的透射聲達(dá)到最小(理想狀態(tài)下，透射聲為零)。采用有源噪聲控制技術(shù)可以在500Hz以下的低頻范圍提高窗體隔聲量約 10-15dB，使得隔聲窗在500Hz以下頻段的隔聲量由20_25dB提升到35_40dB，到達(dá)高隔聲量 要求。[0034] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已， 并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種有源通風(fēng)隔聲窗，包括隔聲窗，其特征在于在所述隔聲窗上設(shè)置有有源隔聲通風(fēng)裝置，所述有源隔聲通風(fēng)裝置包括連通室內(nèi)外的通風(fēng)通道和有源噪聲控制系統(tǒng)；所述有源噪聲控制系統(tǒng)包括次級聲源、傳感器和自適應(yīng)有源控制器，所述次級聲源設(shè)置在通風(fēng)通道的壁面，所述傳感器設(shè)置在與室內(nèi)連通的進(jìn)風(fēng)口和與室外連通的出風(fēng)口處，所述次級聲源和傳感器與所述自適應(yīng)有源控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其特征在于所述隔聲窗包括內(nèi)外兩層窗 框，所述通風(fēng)通道設(shè)置于內(nèi)外兩層窗框之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其特征在于所述通風(fēng)通道由隔聲板構(gòu)成， 在所述通風(fēng)通道內(nèi)壁設(shè)置有吸聲層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其特征在于所述設(shè)置于進(jìn)風(fēng)口處的傳感 器為單指向性特性的麥克風(fēng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其特征在于在所述通風(fēng) 通道內(nèi)、與通風(fēng)通道水平的設(shè)置有至少一塊微孔板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其特征在于所述微孔板將通風(fēng)通道分隔 為均勻的氣流通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有源通風(fēng)隔聲窗，其特征在于所述次級聲源為揚(yáng)聲器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種有源通風(fēng)隔聲窗，包括隔聲窗，其特征在于在所述隔聲窗上設(shè)置有有源隔聲通風(fēng)裝置，所述有源隔聲通風(fēng)裝置包括連通室內(nèi)外的通風(fēng)通道和有源噪聲控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型在現(xiàn)有通風(fēng)隔聲窗上設(shè)置有源隔聲通風(fēng)裝置，利用有源噪聲控制技術(shù)對低頻噪聲進(jìn)行抵消吸收，同時(shí)采用在通風(fēng)通道內(nèi)壁敷設(shè)由吸聲材料構(gòu)成的吸聲層以及通風(fēng)通道內(nèi)部的吸聲結(jié)構(gòu)對中高頻噪聲進(jìn)行吸收，這樣在保持良好通風(fēng)性能的情況下，也能對低頻噪聲和高頻噪聲進(jìn)行有效地降噪處理。
文檔編號(hào)E06B5/20GK201730496SQ201020239769
公開日2011年2月2日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者唐俊, 賈荷香 申請人:四川正升聲學(xué)科技有限公司