用于三维空间的动态噪声控制设备制造技术

用于三维空间的动态噪声控制系统，包括噪声探测装置、声发生器、噪声控制效应控测装置与控制器。声发生器与噪声控制效应探测装置均按间距小于待控噪声波长的１／２配置。各声发生器的输入信号与噪声控制效应探测装置的输出信号，分别通过滤波器来控制用于有源噪声控制的声音。在空调器的情形、噪声控制效应探测装置是设在不干扰空气流通过空调器的位置。（*该技术在2013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用于三维空间的动态噪声控制设备，更具体地说，涉及一种用来在三维空间局部区域内，实现动态噪声控制的动态噪声控制装置，它适用在三维空间中以一种动态噪声控制方式，来抑制周期性声响或随机性声响导致的噪声，例如电磁噪声、叶片音调噪声或设在空调器入口处之风扇的类似噪声。在此之前，为了减少空调器或类似装置的噪声，曾采用过一种静态噪声控制方法，它包括通过减少构成空调器噪声源之振动而进行的噪声源控制、通过噪声吸收材料来吸收产生之噪声而进行的噪声吸收，以及用来阻止产生之噪声传到另外区域而采用的噪声屏蔽，等等。最近，业已发展了一种动态噪声控制方法。根据这种动态噪声控制方法，是用波长(频率)和振幅与待控制之噪声的均相同之另一种声音来控制所产生的噪声。这种动态噪声控制法已经在空调器的管道之类一维空间中所传输之噪声领域内实际应用。动态噪声控制法的基本概念大约从1936年便成为周知的，它要求在噪声发生的同时产生一种波长(频率)和振幅均与待抑制之噪声的均相同的声音，这种方法迄今尚未得到实现。最近，数字信号处理技术有了很大发展，使得已经可以产生出波长(频率)和振幅均与拟抑制之噪声的均相同之声音，这样，此种动态噪声控制法才得以实现。一维空间之传统的动态噪声控制法的一个例子示明于附图说明图1中。图1中所示的这种有源噪声控制系统包括一噪声探测装置1、声发生器2、噪声控制效应探测装置3以及一控制器4。噪声从上游侧(图1中左侧)经导管(例如空调通气管)传至下游侧(图1中右侧)。此噪声为噪声探测装置1探测出，转换为一电信号，输送给控制器4。此控制器4分析此电信号，并将一输出信号输送给此声发生器2以实现动态噪声控制。上述声发生器辐射出一相位与此噪声相反的声音进入此导管。噪声控制效应探测装置3则探测为此声发生器所产生之噪声控制效应。使送给声发生器2的输出信号根据此噪声控制效应，从噪声控制效应探测装置3反馈一信号给控制器4，使此噪声常被抑制在控制效应探测装置3的位置。这样，此噪声即被抑制在该控制效应探测装置3的位置及其下游侧处(图1的右侧)。控制器4包括一自适应滤波器4A，它可通过数字信号处理根据一自适应算法4B而变化。此控制器4还包括一固定滤波器5。为了进行数字信号处理，如图2所示，将噪声控制效应探测装置3至声发器2之输出信号的电压V3，相地于控制器4至声发生器2之输入信号的电压V2二者之比所定义的传送函数HO之一实际测出值，输送至固定滤波器5。在实际测量中，M序列的声信号是作为一自噪声从控制器4输出的，而这些声信号是从声发生器2输出的，同时这些信号从噪声控制效应探测装置3返回到控制器4。上述HO便是据这些声信号求得。这样，声发生器2与噪控制效应探测装置3之间的距离、导管中的混响特性以及声发生器装置与噪声控制效应探测装置的仪表特性，都已考虑到了，而这样一些因素都能在此噪声控制过程中校正。辐射入三维空间内的声音干扰是不同于辐射入一维空间内之声音干扰的，因而三维空间的动态噪声控制也是不同于一维空间之动态噪声控制。考虑一理想状态，要是能将一声发生器置大与噪声源同一们置处，且从此声音发生器辐射出的声波之振幅与波长均与此噪声的相同，则将使此两种声波发生相消性的干扰，而得以在三维空间内抑制噪声。但在实际状态下，是不可能把声发生器完全设在与噪声源同一位置处的，因而在三维空间的有源噪声控制中，需将一批声发生器设在噪声源邻近(此邻近的距离至少需小于此种波的1/2波长。换言之，当此种声波的波长较长(即频率较低)而声音较小时，就能获得更大的噪声控制效果。这是因为来自一噪声源的声音会变得类似于来自一点源的无向性声音。相反，要是声波的波长较短(即频率较高)或声源较大，这时由于噪声具有指向性，所得到的声控制效果就较小。在三维空间的动态噪声控制中还存在其它一些问题。图3示意地表明了用于三维空间区的一种动态声音控制法，其中从两个点声源S1与S2辐射出振幅与频率相同但相位，正相反的声波。点声源S1与S2产生声波W1与W2。声波W1与W2的实线与虚线分别表示它们的波腹与波节。大这种状态下，由于同振幅、同频率而相位相反两声波的干涉，就出现了两声波相互相消的声音减弱区A和两声波相互叠加的声音增强区B。因此，要是这两个声源之一是噪声源，而另一个声源是用作此动态噪声控制系统的声发生器时，就可能在此三维空间区内实现动态的噪声控制。能够实行动态噪声控制之局部空间区的大小与噪声控制效果，是与此声波的波长成正比的，因此，应视拟进行抑制噪志或减少噪声之局部空间的位置与大小，来设置单个或多个噪声控制效应探测装置、单个或多个声发生器以及单个或多个噪声声控制装置，根据所欲达到的目标来决定此种噪声控制效应探测装置、声发生器以及噪声探测装置的布局。而对于房室空间还需要注意装设于其内部的这类装置的外观及其成本。在三维间的动态噪声控制中解决上述种种问题是我们的目的之一。日本特许公开平成2-61450号中公开了一种空调器，其中包括第一声音接收装置，用来接收风扇或类似器件产生的噪声;换相装置，用来将第一声音接收装置接收到的波形相位变换成相反的相位;声发生器，用来将换相装置输送来的波形信号变换铖声音;第二声音接收装置，用来探测来自声发生器之声音与原始噪声结合的复声;以及控制装置，用来鉴别分别由此第一与第二声音接收装置所接收到的声级，以便进行声级与相位的，据此，此控制装置即能对这两个声音接收装置所接收到的上述复声实际噪声控制。上述噪声控制方法在技术上不能满意地用来从事三维空间的动态噪声控制。本专利技术的申请人曾经提出过一种空调器，它包括图4与5所示的用于三维空间的一种动态噪声控制设备，其中在一噪声源附近设有一批声发生器。图4是天花板安装型的这种空调器的透视图。为了用动态噪声控制法来减少向整个三维空间辐射的低频率周期性噪声，例如叶片音调噪声，电磁噪声，等等，可将噪声探测装置1(叶片音调噪声拾音器，电磁噪声拾音器)设置于形成噪声源的涡轮风扇6附近，同时将声发生器2a与2b和噪声控制效应探测装置3a与3b围绕此涡轮风扇6配置。此种空调器还包括一控制器4a、空气过滤器7、格栅8以及一电控箱9。图5示明了用来对图4所示之空调器作动态噪声控制的一般控制装置。根据图4与5所示的装配方式，只能控制来自无方向性之噪声源的噪声，而难以控制三维空间内具有较高频率的噪声，因为这时要求控制一具有指向性的噪声。此外，在上述这种动态噪声控制型的空调器中，还常会发生空气流受到声发生器阻碍之类的问题及其它不利问题。这需要注意降低这种设备的成本以及能把各发生器装置有效地用于动态噪声控制设备中。本专利技术的一个目的在于提供这样一种动态的噪声控制设备，它能有效地控制辐射到三维空间内的从低频至高频宽频率范围内的噪声。本专利技术的另一个目的在于提供这样一种动态的噪声控制设备，它能装配在选择的局部区域内，以在三维空间中任何所需的一处或多处进行动态噪声控制，而且还能根据需要来决定进行噪声控制的局部区域之数目与大小。根据本专利技术的一个方面，提供了这样一种用于三维空间的噪声控制设备，它包括有噪声探测装置，用来探测噪声源辐射的噪声;控制装置，用来进行动态噪声控制;多个声发生器，它们在噪声源附近配置成，使各声发生器彼此间的距离以及它们各距此噪声源的距离，均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维空间的动态噪声控制设备，它包括：用来探测从一噪音源辐射出之噪声的噪声探测装置、用来进行一有源噪声控制的控制器、多个声发生器和多个噪声控制效应探测装置，这些声发生器是围绕噪声源设置的，而噪声源与各声发生器间的距离以及各声发生器彼此间的距离都小于待控之具最大频率之噪声波长的１／２，上述用于有源噪声控制的控制器配置成，可根据前述噪声探测装置与噪声控制效应探测装置的输出信号，使这些声发生器所辐射出的声波在声压、波长与指向性上，均与从噪声源辐射到一三维空间在内的具有宽广频率范围的相同，但二者的相位相反。

【技术特征摘要】
JP 1992-2-19 4-032029;JP 1992-9-21 4-2509421.一种用于三维空间的动态噪声控制设备，它包括用来探测从一噪音源辐射出之噪声的噪声探测装置、用来进行一有源噪声控制的控制器、多个声发生器和多个噪声控制效应探测装置，这些声发生器是围绕噪声源设置的，而噪声源与各声发生器间的距离以及各声发生器彼此间的距离都小于待控之具最大频率之噪声波长的1/2，上述用于有源噪声控制的控制器配置成，可根据前述噪声探测装置与噪声控制效应探测装置的输出信号，使这些声发生器所辐射出的声波在声压、波长与指向性上，均与从噪声源辐射到一三维空间在内的具有宽广频率范围的相同，但二者的相位相反。2.如权利要求1所述的动态噪声控制，其中上述这些声发生器中至少有一个配备有用来将声音从这个声发生器传送出的传声管，而此传声管所设在的位置，要能使以此传输管辐射出的声音到达能满足以上要求的位置处。3.如权利要求1或2所述的动态噪声控制设备，其中有一批固定滤波器分别插接在前述这些发生器与控制器之间，此种固定滤波器的特性取决于传递函数在前述声发生器与该三维空间区一代表性点之间的实测值，同时取决于传递函数在前述噪声控制效应探测装置与此三维空间区该代表性点之间的实测值。4.如权利要求1或2或3所述之动态噪声控制设备，其中有固定滤波器插接在所说的噪声探测装置与控制器之间，而此种固定滤波器的特性则取决于前述噪声探测装置与三维空间区中该代表点之间遥传递函数。5.如权利要求3或4所述的动态噪声控制设备，其中取代一部分或全部的前述固定滤波器而设置了一或多个这样的自适应滤波器，此种滤波器的特性与前述之传递函数相对应，并能根据所说噪声探测装置与噪声控制效应探测装置的输出信号而作出变化。6.如权利要求1-5中任一项所述的动态噪声控制设备，其中前述的噪声控制效应探测装置是设置在因来自噪声源与来自声发生器之声波发生干涉而使所产生之声压变为最小的位置处。7.如权利要求1-6中任一项所述的动态噪声控制设备，其中所说的噪声源是存在于一空调器...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈部信也，下出新一，佐藤良次，花田正道，千秋隆雄，寺田浩清，出石峰敏，竹中宽，伊藤将弘，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]