[发明专利]一种主动调频和改变阻带的消声装置及其消声方法

说明书

本发明公开了一种主动调频和改变阻带的消声装置，包括：主管路，拼接在主管路与上游管路或下游管路之间的伸缩管，与主管路连通的波长管、亥姆霍兹共振器，波长管、亥姆霍兹共振器之间的主管路通过可控伸缩管拼接，主管路内靠近上游管路和下游管路处分别设有声压传感器，声压传感器的信号接入全通滤波器，全通滤波器的信号分别接入控制器，控制器的控制信号接入电机组件，电机组件的输出端与可控伸缩管的调节端连接。本发明通过主动控制系统对噪声进行实时测量分析，并通过主动控制系统控制共振腔间的间距、1/4波长管的管长和赫姆霍兹共振器共振腔体积来改变共振器的共振频率和消声装置的阻带。

技术领域

本发明涉及管道噪声控制技术领域，尤其涉及一种主动调频和改变阻带的消声装置及其消声方法。

背景技术

目前控制噪声主要有三种途径：1.从声源处减弱；2.从传播途径上减弱；3.在人耳处减弱。而在管道上抑制噪声的传播属于从传播途径上减弱噪声，而利用旁支共振器和亥姆霍兹共振器来消除管道中的噪声是一种应用广泛的降噪技术，由于它结构简单，又能有效的减弱某一特定频率的噪声，所以旁支共振器和亥姆霍兹共振器在噪声控制中是一个重要手段，然而旁支共振器和亥姆霍兹共振器的共振频率在设计之初就已经确定，不能随噪声频率的改变而改变，因此当噪声源或声场激励频率发生改变时，它消声性能就会大大降低，甚至没有作用。多个旁支共振器和亥姆霍兹共振器周期性的相连接形成消声装置时可称为声子晶体，当噪声通过时由于布拉格反射与共振器共振耦合作用可形成多个阻带但并不能改变共振器的共振频率，所以在应用时有一定的限制。结构参数可调的旁支共振器和亥姆霍兹共振器属于半主动消声，控制系统相对简单，运行成本较低，执行能力较为可靠，使之比主动控制在当前更具有使用价值。而通过改变消声器的结构参数，如管长，管的半径等来调节共振器的共振频率，所以结合二者能在消声工程上具有良好的应用。

发明号为201610555355.6的专利公开了一种薄膜声学材料和亥姆霍兹共振器组成的共振器，该发明能够改变亥姆霍兹共振器工作时频率单一的问题，但它的运行方式通过改变薄膜完成，属于被动控制即缺乏精确性，有时不能很好的对应噪声频率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动调频和改变阻带的消声装置及其消声方法，已解决现有技术中管道噪声降噪困难，共振频率单一的问题，提高降噪效果和解决共振器使用单一的技术问题。

本发明通过如下方式实现：

本发明提供了一种主动调频和改变阻带的消声装置，包括：主管路，拼接在所述主管路与上游管路或下游管路之间的伸缩管，与所述主管路连通的波长管、亥姆霍兹共振器，所述波长管、亥姆霍兹共振器之间的所述主管路通过可控伸缩管拼接，所述主管路内靠近上游管路和下游管路处分别设有声压传感器，所述声压传感器的信号接入全通滤波器，所述全通滤波器的信号分别接入控制器，所述控制器的控制信号接入电机组件，所述电机组件的输出端与所述可控伸缩管的调节端连接。

进一步地，所述波长管为可伸缩波长管，所述电机组件的输出端与所述可伸缩波长管的调节端连接。

进一步地，所述亥姆霍兹共振器的共振腔内的中轴处从上之下设有转动轴，从所述转动轴上向两侧延伸出两块弧形隔板，两个所述弧形板通过所述转动轴相向转动，将所述亥姆霍兹共振器的共振腔分割成两个体积可变的腔室，所述电机组件的输出端与所述转动轴连接。

进一步地，所述伸缩管为铝箔伸缩风管。

本发明还提供了一种适用于主动调频和改变阻带的消声装置的消声方法，包括如下步骤：

步骤1：先接收靠近上游管路处的声压传感器信号，经全通滤波器滤波后传入控制器；

步骤2：控制器将滤波后的声压信号与预设信号进行比较，计算出调节度；

步骤3：控制器根据所述调节度控制电机组件调节可控伸缩管、可伸缩波长管、所述亥姆霍兹共振器中可调隔板的长度和位置；