[发明专利]一种通风管路用主被动复合消声器

说明书

技术领域

本发明涉及声学领域，特别设计一种通风管路用主被动复合消声器。

背景技术

通风管路系统噪声是生活中常见的噪声源，例如中央空调系统出风口、船舶通风系统进/出风口辐射声等，该噪声对室内人居环境造成了污染，对人们的生理、心理健康将产生不利影响。使用被动消声器虽然可有效抑制中高频辐射噪声，但其残留的低频噪声能量依然显著。为有效抑制低频噪声，传统的被动消声技术一般具有较大的体积和较高的压力损失，其实用意义极为有限。因此，需借助于有源噪声控制技术进一步抑制通风管路系统管口的残留低频辐射噪声。

有源噪声控制是一种基于声波相干叠加原理的主动噪声控制技术，最早由P.Lueg在其专利US2043416中提出，其基本原理是在声场中引入次级声源并利用其发出与初始噪声幅度相同但相位相反的“反噪声”，使初始噪声得到相干抵消，从而达到噪声抑制的目的。与传统被动降噪方法相比，有源噪声控制技术主要优势在于能够以更小的体积获得更好的低频降噪效果。随着人们生活水平的提高，低频噪声污染问题日益显著，有源噪声控制技术实用化的需求日益迫切。另一方面，经过近百年的发展，尤其是随着近几十年数字信号处理技术的飞跃，有源噪声控制技术日益成熟，其实用化进程正逐步加快。

管路系统是有源噪声控制应用的典型场合，针对管道截止频率以下的低频噪声，使用单一的扬声器即可有效对其进行抑制。目前已知的管路有源消声器专利多见于发动机排气系统，例如CN1126525A、CN101555818A、CN102808681等。

管道有源噪声控制系统一般利用传声器拾取管内初始噪声信号，并由次级声源发出反噪声进行抵消，即传声器和次级声源需与管内声场发生相互作用。为实现声场的耦合，传声器和次级声源处空气应与管内导通，这意味着该处管道内壁存在一定的不连续性。当管内空气流速较高时，该非连续边界处的气流将受到扰动从而激发二次噪声，严重影响消声效果。因此，如何保证高流速下传声器和次级声源处气流的平稳性、减小二次噪声的激发是通风管路系统有源消声技术面临的主要问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有通风管路消声器低频效果差的缺陷，从而提供一种适应高空气流速、低频消声效果显著的通风管路用主被动复合消声器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种通风管路用主被动复合消声器，包括主动消声器1、被动消声器13及参考传声器17；其中，

所述主动消声器1包括第一外壳、内管段4、扬声器单元5、误差传声器6以及扬声器功率放大器板卡7；所述第一外壳包括封盖2和壳体3；所述封盖2为中心开孔的板状结构，所述壳体3为底部中心位置开孔的桶状结构，所述内管段4的一端穿过所述封盖2中心的孔并固定在所述封盖2上，所述内管段4的另一端则嵌入位于所述壳体3中心的孔中，所述封盖2安装到所述壳体3的顶部；所述内管段4的周围分别安装有所述的扬声器单元5、误差传声器6以及扬声器功率放大器板卡7，其中扬声器功率放大器板卡7的输出接口与所述扬声器单元5连接，其信号输入接口、电源接口以及误差传声器6的输出接口则通过安装于所述壳体3上的电连接器8引出；

所述内管段4的侧面上开有用于安装所述扬声器单元5的环形凸缘，所述扬声器单元5和所述误差传声器6安装位置处对应的所述内管段4的管壁9存在多个穿孔；所述内穿孔管段16的管壁上也存在多个穿孔；

所述被动消声器13包括第二外壳14、内穿孔管段16以及吸声材料15，所述第二外壳14包裹在所述内穿孔管段16之外，所述吸声材料15填充在两者之间；所述参考传声器17安装于所述吸声材料15中，其轴向位置在所述内穿孔管段16远离所述主动消声器1的一端。

上述技术方案中，所述扬声器单元5、误差传声器6、扬声器功率放大器板卡7沿所述内管段4周向的不同位置安装，其周向角度间隔为90°。

上述技术方案中，所述误差传声器6的安装位置为所述扬声器单元5的下游声场内。

上述技术方案中，所述封盖2的外侧还安装有一带有螺纹孔的第一法兰11，所述第一法兰11的中心孔与所述内管段4连通，通过该第一法兰11，所述被动消声器13中的内穿孔管段16的一端与所述封盖2相连。

上述技术方案中，所述壳体3底面的外侧还安装有另一带有螺纹孔的第二法兰11，所述第二法兰11的中心孔与所述内管段4连通，通过该第二法兰11，通风系统的下游管路实现与所述壳体3的连接。

上述技术方案中，在所述封盖2和所述壳体3的连接处以及在所述内管段4和所述壳体3的连接处均使用橡胶垫10进行密封。