[发明专利]一种用于墙体通风的有源宽频带隔声装置

说明书

本发明公开了一种用于墙体通风的有源宽频带隔声装置。它包括一个边长6‑8厘米、深度不小于10厘米的矩形开口和4通道有源降噪系统。降噪系统中，4个次级声源分别安装在开口4个壁面的中心，参考传声器安装在开口中靠近噪声源的一侧，4个误差传声器分别安装在开口中靠近目标降噪区域一侧的4个壁面上，控制器采用前馈自适应算法。控制器控制次级声源的输出，使误差传声器处的声压幅值平方和最小，在开口处截面处形成声学软边界，反射声波降低透射声能量。本发明在满足自然通风和采光的条件下，起到隔声效果，隔声频段宽、效果好、实用性强。

一、技术领域

本发明涉及一种隔声装置，具体涉及一种用于墙体通风的有源宽频带隔声装置。

二、背景技术

在一些建筑物中，常常需要在墙面上开口以保证通风和透光，而一般的墙面开口并不具有消声降噪功能。在一些应用场合中，由于开口不能消声，会导致噪声透过，形成污染；在另外一些应用场合中，开口会导致语音泄漏，降低房间的语言私密度。

为了提高墙体开口的隔声量，传统的方法是采用被动降噪措施，如在开口中加入吸声材料，从而具有消声功能；或者将开口变为交错结构的通风管道，这样可增加声波从开口一侧传播到另外一侧的距离，提高开口的消声性能。有源噪声控制技术通过“以声消声”的原理消除噪声，在低频段降噪效果好，易于实现，应用很广。针对一些大尺寸的开口，多通道的有源噪声控制技术可以在低频段有较好的降噪性能，如专利“用于变压器低频噪声的虚拟声屏障”(申请号201410277150.7)所述的多通道有源降噪系统，其针对频率为100Hz和200Hz的变压器噪声，有较好的降噪效果。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

(1)对于在开口中添加吸声材料，效果不佳。传统吸声材料对中高频噪声有较好的吸声降噪效果，性能与材料尺度一般呈正相关。由于开口深度有限，铺设在开口内的吸声材料有限，故其降噪效果有限，尤其对低频噪声几乎无法处理。(2)对于将开口变为交错结构的通风管道，其通风性能受交错结构影响效果不如直通结构，此外对于墙体而言，交错结构的管道影响采光性能。(3)对于大尺寸开口的有源消声，由于受到尺寸的影响，很难对500Hz以上频段的噪声进行有效控制。

三、发明内容

为了解决墙面开口的被动降噪在低频段隔声量小、大尺寸开口有源降噪在高频段效果差的问题，本发明提供了一种用于墙体通风的有源宽频带隔声装置。通过在适当大小的开口中安装有源噪声控制系统，在约4000Hz以下，在开口的横截面上可形成声学“软边界”，反射声波，降低透过开口的声能量，达到通风且宽频隔声的目的。

根据本发明，提供一种用于墙体通风的有源宽频带隔声装置，所述隔声装置包括一个矩形开口和4通道有源降噪系统；所述矩形开口的边长d为6-8厘米、深度L不小于10厘米；所述4通道有源降噪系统包括参考传声器、误差传声器、次级声源、控制器。

进一步的，所述参考传声器安装在矩形开口中靠近噪声源一侧，采集来自噪声源的信号，输入到控制器作为参考信号；所述误差传声器由4个传声器组成，分别安装在开口中靠近目标降噪区域一侧的4个壁面上，采集来自噪声源的信号和次级声源发出的声音叠加产生的声音，输入到控制器作为误差信号；所述次级声源由4个扬声器组成，分别安装在开口中4个壁面的中心，接收控制器传来的消声信号，并发出与消声信号对应的声音；所述控制器接收参考信号和误差信号并进行处理，输出消声信号给次级声源，以使误差传声器处的声压幅值平方和最小。

进一步的，该隔声装置安装于建筑物的墙体上，厚度与墙体厚度基本一致。

进一步的，该隔声装置的参考传声器与次级声源的直线距离x_rc满足x_rc/c＞t₀，其中c为空气中的声速，t₀为控制器的电路与算法时延。

进一步的，该隔声装置的次级声源分别安装在4个壁面中心，距离开口一端L/2。