[发明专利]降噪设备和降噪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有至少一个要消音的区域的设备和一种降噪方法。

背景技术

在机械或电器设备中的平板结构，通过直接或间接激振(力加入、声导入)，可激发弯曲振动，尤其在激起自振时平板结构有强烈的表面振动和与之相关联的不希望的声发射。为提高静态和/或动态承载能力，这种平板结构往往通过筋或弯折加强。若这些加强定位在那些在板未加强时会在这里出现振动峰值(波腹)的板区域内，则与之相关联地局部提高抗弯刚性，促使当地显著减小振幅和声发射以及改变整个板结构的自振特性。弯曲偏移和声发射的峰值，在有加强的板结构内定位在加强之间各分板区的中心。

无加强或有加强的薄壁板结构意味着是一种能振动的系统。板内惯性力导致纵向波、膨胀波、剪切波和弯曲波。在薄壁板结构中(其中板垂直于平面的尺寸比在此平面内的尺寸小得多)和/或在垂直于板表面激振时，仅出现对于声发射有重要意义的弯曲波。要消音的板结构弯曲振动的特征是，振幅(挠度)以及振动速度与地点和时间有关。由此在弯曲振动的板周围的流体(气体或液体)激发纵向振动，该振动使人觉察到不希望听到的在音频区内声音。声发射度主要取决于振动面的大小、沿表面法向的振动速度以及振幅在空间的分布以及振动相位。

减小噪声发射迄今采取被动性或主动性措施实现。作为被动性措施已知：

(1)例如通过加装使频率漂移的附加质量，或通过加装加强构件(筋、弯折、双层壁、夹层结构)，使弯曲振动的板结构(例如桶结构)失调，避免激起本机方式。这些措施有总质量显著增大以及对表面美学起负面作用的缺点。

(2)包围(Einhausung)振动的板/桶结构。在这里的缺点包括高成本和大的位置需求。此外，往往不可能有效消声地完美包围(有输入管线、进口)。此外需要排出废热往往妨碍完全包围。

(3)安装高消音能力的隔音板，例如通过多孔吸音剂、隔音棉、包括强力消音和声反射层的夹层结构。在这里存在的缺点是，当板在由刚度和质量决定的频率范围内振动时隔音效能低下。

(4)通过减小激振力(例如在变压器中借助降低磁感应)或通过减小机器功率或传输功率，降低振动源的强度或其声导入。然而这是一种成本很高和非常不利于用户使用的方案。

作为主动性措施已知：

(5)通过在振动的板上加入借助压电、电磁或磁致致动器激发的主动力，主动减振和消音，以及

(6)通过反声主动消音。

S.langer，“Schalltransmission durch Isolierverglasung”，Dissertation，Braunschweiger Schriften Zur Mechanik Nr.41，Braunschweig，2001，介绍了一种FEM/REM计算模型，用于计算通过多重玻璃窗的声波传播和声音通过及动力相互作用过程。在这里，基于环境空气的声压变化遭受弯曲振动以及模拟为教堂玻璃(Kirchhoffplatten)，如充填气体的玻璃间隔和建筑物的充填空气的封闭空间那样，同样用FEM处理。在这里利用声为了传播需要一种媒介。随着空腔内气体压力下降，空气密度改变。由此可预期音速

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