有源消声器制造技术

一种有源消声器（１），用于抵消从一个干扰噪声源通过辐射口（１３）辐射的干扰噪声，它具有一个以这样一种方法辐射抵消声的扬声器（２），即利用干涉原理使干扰噪声和抵消声的两个声场相互削弱或抵消，其特征在于：扬声器（２）配置成其纵轴与辐射口（１３）的中心近似地同心，并以其产生抵消声的锥形纸盆（４）沿径向环绕辐射口（１３）。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的有源消声器。这种类型的消声器应用于消声系统，用来降低一个令人感到厌烦的噪声场的声级。为此整个消声系统基本上具有一个消声器以及用于提供关于预料到的干扰噪声信息的传感器和(或)用于接收已被抑制或被抵消的干扰噪声的控制传感器。将对应于噪声级的传感器信号供给一个控制装置。在该装置中该传感器信号被进一步处理。经处理后的传感器信号作为电信号送到一个扬声器。该扬声器是消声器的一个部件，用来辐射抵消声(反声)。送到扬声器的电信号经过计算，使抵消声和干扰噪声的两个声场根据从物理学知道的干涉原理反相叠加。结果，干扰噪声被抵消或至少被显著地降低。WO91/15666和US5097923发表了用于降低机动车排气噪声的有源消声器。所公开的消声器具有一个或多个扬声器。各个扬声器配置在一个抵消声室内。装有扬声器的消声器安装在排气管管套的侧面，使扬声器辐射方向从径向通过排气管。由于扬声器配置在侧面，所以为了能在构成噪声辐射口的管口处产生一个均匀的抵消声场，抵消声波需要一定的距离。为此目的，要将在声室中产生的抵消声场通过一个在排气管周围同轴配置的导管传送到排气口。因此，该消声器将占据很大的空间并具有很复杂的结构设计。由于现有技术的消声器的复杂外形，从工艺制造观点来看其制造很困难，并且因而费用很高。由于安装条件往往受到很大限制，并且消声器因此应尽可能占有较小的安装空间，所以已经占据很大空间的消声器如进一步扩大其体积，无论怎样也只是在有限范围内才是可能的，或者根本是不可能的。但是，为了使扬声器产生低频调谐音，最好是有一个尽可能大的声室，特别是在扬声器的后腔。因此，在现有技术的消声器中，扬声器的效率低。此外，由于在扬声器与排气管的辐射口之间的传输路径较长，因而阻碍了控制传感器和扬声器之间的精确耦合。所以对干扰噪声的抑制不充分。从EP—A—〔0〕227372已知一种有源消声系统，其中干扰噪声和抵消声的辐射方向被校准到接近平行。但是，为能消除噪声，用于产生抵消声的扬声器的特殊配置，需要一个结构极其复杂而又占据很大空间的消声器。本专利技术的目的是以节省空间的方式实施一个开头所述类型的消声器，并以简单的几何形式使干扰噪声和抵消声反相叠加。这个目的是通过将权利要求1所述特点综合起来达到的。按照本专利技术，扬声器的锥形纸盆沿径向包围辐射口。因此，抵消声和干扰噪声的辐射方向从出发点就校正到互相平行，而且两个声场的声中心被配置在一个公共轴线上。为产生用来与噪声场叠加的均匀抵消声场，完全不需要传输路径。用这种方法，能够以简单的几何形式实现噪声与抵消声的有利叠加。因此，消声器从结构上得到明显简化。由于省去了传输路径而且扬声器同心配置，所以消声器是按节省空间的方式设计。所节省的空间需求可用作扬声器的后腔，以用于产生其低频调谐音。因而，按照本专利技术的消声器即使空间受到限制仍能使用。省去在扬声器与辐射口之间的传输路径，使得有可能简化传输功能，并因此能更精确地实现扬声器与接收被抵消的干扰噪声的控制传感器之间的耦合。因传输延迟借助这种耦合而大大减小，所以扬声器可快速而精确地反应变化着的干扰噪声级。因此，例如通过控制装置能够以技术上更为简单的手段实现耦合。消声器在效率提高的同时基本上具有合理的定价。由于扬声器与辐射口之间的路径差短，因而令人烦厌的共振仅在与本消声器的使用无关的高频发生。因此，消声器的操作在整个有关频率范围上更加平稳。扬声器的锥形纸盆相对于扬声器的纵轴一般是按轴对称配备。因此它具有一个圆形的横断面。与此不同，扬声器的锥形纸盆也可以具有例如椭圆形横断面。由于与消声器的使用有关的波长比扬声器的横向尺寸长，所以产生一个平稳的抵消声场。采用不同横断面形状的扬声器锥形纸盆，使扬声器能够更好地适应不同的空间条件。由于扬声器紧凑地环绕辐射口配置，所以即使是一个大的扬声器锥形纸盆仍节省空间。因此在消声器的许多应用情况下，锥形纸盆的面积可选得大。按这种方式，为获得高的抵消声声级所需的大声量，利用扬声器锥形纸盆的较小振荡幅值产生。因此，当保持同样的扬声器的抵消效果时，在扬声器锥形纸盆上的机械负荷被进一步减小。结果，在一个相当长的时间内保证扬声器的可靠操作方式。对要使用的扬声器可选择不同驱动原理和结构的扬声器锥形纸盆。按照权利要求2，扬声器按照熟知的电动式驱动原理工作。电动扬声器更适合于满足对变化的噪声级作较快调整和适应的需要。按照权利要求3所述的一种扬声器例如由″F.Hausdorf扬声器工艺手册卷31990VISATON版权第21页—″已知。该扬声器的圆锥形结构使得可以用一种简单的方法将其相对于辐射干扰噪声的辐射口中心近似地同心配置。按照权利要求4，扬声器的锥形纸盆和辐射口端部沿扬声器的轴向近似齐平。因此，可保证由扬声器锥形纸盆产生的抵消声场全部用于抵消噪声场。扬声器的锥形纸盆例如可实施为漏斗形或扁锥形。按照权利要求5，辐射口是一个声管的管口。因此，按照本专利技术的消声器也可应用于内燃机。按照权利要求6，与电动扬声器有关的众所周知的磁系统包括一个沿扬声器纵轴方向延伸的中心孔，使声管能够穿过这个孔。按这种方式，该声管不仅用于引导干扰噪声，而且还可用作固定扬声器的机械部件，并因此还使整个消声器就位在适当位置。扬声器围绕声管同心配置，使消声器能从工艺装配观点来看以简单方式安装。此外，可以减少为使扬声器有一个机械上稳固支架所需的固定装置的件数。应该指出，为构成该磁系统，环形磁铁按已知的方法沿径向环绕有孔的磁极铁芯。因此，该环形磁铁不需要为径向环绕声管而另外作机械加工。但是，也可以将磁极铁芯和环形磁铁互换位置。在这种情况下，一个环形磁极环绕一个有孔的磁铁铁芯。权利要求7和8提出一种在扬声器与声管之间的径向间距，该间距用作一个封闭的中间间隔。将该中间间隔封闭的目的是防止在扬声器的前面和后面之间发生声短路。该径向间隔有此好处，即能使扬声器、尤其是磁系统和灵敏的扬声器锥形纸盆不直接受到声管的影响。例如如果声管装备成传送热排气的排气管，这一点非常重要。权利要求8提出一种在扬声器与声管之间用来隔热的绝热层。该绝热层能以适当的层厚夹装在声管与磁系统之间，从而不需要用另外的固定装置将绝热层固定在声管的管套上。如果除了磁系统部位上的管套部分之外，绝热层还覆盖扬声器锥形纸盆部位和扬声器后部部位上的管套部分，则更有益。因此，绝热层在扬声器与整个声管之间形成热绝缘。热绝缘使磁系统的作用不受声管温度波动的影响，从而可保证扬声器的可靠操作。权利要求9提出一种中间管，作为另一可供选择的绝热部件。该中间管以径向距离环绕声管。该中间管起一个冷却体的作用，能够吸收声管辐射的大部分热量。权利要求10提出使扬声器对声管隔热的另一种措施。权利要求11提出使扬声器隔热或将其冷却的另一种可能性。在声管与中间管之间的输送管内流过的冷却剂例如可以是空气或某种流体。按照权利要求12，该输送管沿轴向在锥形纸盆的前部封闭。因此，在形成抵消声场时保证不会产生可能妨碍所需的该抵消声场与干扰噪声场叠加的附加旁路。此外，这种封闭使输送管对锥形纸盆的前部形成密封，因而能够可靠地防止冷却剂从锥形纸盆的前部意外漏失。按照权利要求13，绝热层具有在扬声器与声管之间作为隔热部件以及用作封闭部件使输送管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源消声器(1)，用于抵消从一个干扰噪声源通过辐射口(13)辐射的干扰噪声，它具有一个以这样一种方法辐射抵消声的扬声器(2)，即利用干涉原理使干扰噪声和抵消声的两个声场相互削弱或抵消，其特征在于扬声器(2)配置成其纵轴与辐射口(13)的中心近似地同心，并以其产生抵消声的锥形纸盆(4)沿径向环绕辐射口(13)。2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于具有电动式驱动的扬声器(2)。3.根据权利要求2所述的消声器，其特征在于扬声器(2)是锥形扬声器。4.根据权利要求1至3中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器锥形纸盆(4)近似地配置在辐射口(13)的平面上。5.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于辐射口(13)是传送干扰噪声的声管(11)例如一个排气管的管口。6.根据权利要求5所述的消声器，具有作为电动扬声器(2)磁系统部件的磁极板(6)、环形磁铁(8)和磁极铁芯(9)，其特征在于该磁系统沿径向环绕声管(11)，而磁极板(6)和磁极铁芯(9)沿扬声器(2)的纵轴在中心还钻有通孔。7.根据权利要求1至6中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器(2)以一个径向距离环绕声管(11)，其中由该径向间距构成的中间间隔被封闭。8.根据权利要求7所述的消声器，其特征在于该中间间隔用绝热层(29)封闭。9.根据权利要求6至8中任何一个所述的消声器，其特征在于扬声器(2)在插入一个中间管(27)的情况下环绕声管(11)，而该中间管(27)则以一个径向距离围绕声管(11)。10.根据权利要求9所述的消声器，其特征在于由声管(11)和中间管(27)之间的径向距离构成的输送管(28)至少在磁系统的部位沿轴向(10)充填绝热层(29)。11.根据权利要求9或10所述的消声器，其特征在于用于冷却扬声器(2)的冷却剂通过输送管(28)流动。12.根据权利要求10或11所述的消声器，其特征在于将输送管(28)沿轴向(10)在辐射口(13)处封闭。13.根据权利要求12所述的消声器，其特征在于输送管(28)用配置在管内的绝热层(29)封闭。14.根据权利要求9所述的消声器，其特征在于中间管(27)是一个低音反射管，其低音反射口环绕着辐射口(13)。15.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，其特征在于磁系统的磁极铁芯(9)至少有一个通孔(15)，用作使冷却剂流通的冷却导管。16.根据权利要求15所述的消声器，其特征在于磁极铁芯(9)具有多个沿其圆周方向配置而且相互流体连通的通孔(15)。17.根据前面的权利要求中任何一个所述的消声器，具有一个用于固定扬声器锥形纸盆(4)并使其中心对正的扬声器纸盆架(5)，其特征在于扬声器纸盆架(5)的纸盆架边缘(14)被声障板(25)环绕，并被固定于声障板(25)上。18.根据权利要求17所述的消声器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·于尔根·赖林根，
申请(专利权)人：莱斯特里兹股份有限公司废气处理技术公司，
类型：发明
国别省市：