[发明专利]一种提升交错窗内单通道有源控制系统降噪性能的结构及其设计方法

说明书

本发明公开了一种提升交错窗内单通道有源控制系统降噪性能的结构及其设计方法，该结构由1层穿孔板和1层折叠管道结构组成。由于交错窗通风路径内壁的刚性反射，单通道有源控制系统在某些频率无法降噪，该结构可以有效提高这些频率的降噪量，且对其他频率的影响较小，结构总厚度仅为对应频率波长的1/40左右。

一、技术领域

本发明涉及噪声控制领域。提出了一种提升交错窗内单通道有源控制系统降噪性能的结构，该结构由1层穿孔板和1层折叠管道构成，可有效改善单通道有源控制系统在由于交错窗内壁刚性反射导致的无法降噪频率处的降噪效果。

二、背景技术

隔声窗可有效减小传入室内的噪声，但关窗影响室内的自然通风。若采用交错式玻璃形成通风槽道，可利用槽道产生的共振效果降低室外传到室内的噪声，在此基础上使用单层或多层微穿孔板和微穿孔膜可进一步提高降噪量(CN101793122A，CN103075088A)，但交错窗在低频的降噪量较小。

在隔声窗内安装有源噪声控制系统可改善其在低频的降噪效果，但单通道有源控制系统无法降低某些频率的噪声(CN102364002A，H.Huang，X.Qiu，J.Kang，Active noiseattenuation in ventilation windows，Journal of the Acoustical Society ofAmerica，130，176-188，2011)。采用多个次级源构成指向性声源或组合声源可明显提高有源控制系统的降噪量，但多通道系统复杂、成本高(CN101389158A，CN104918173A)。

一种由开孔板和螺线管组成的吸声结构可在387Hz-429Hz达到0.8以上的吸声系数，用大小不同的盘曲螺线管进行混联分布可扩展吸声带宽，在633Hz-849Hz频段内达到0.8以上的吸声系数(CN107195292A)。类似的由屏板、开孔板和四分之一波长谐振管组成的吸声屏可在设计频率附近实现0.9以上的吸声系数(CN104732967A)。此种吸声结构的厚度仅为设计频率波长的百分之一左右，但尚无类似结构应用于有源降噪的实例。

本发明提出将穿孔板+折叠管道结构用于改善交错窗中单通道有源控制系统的降噪效果，并提供了其设计方法。在管道靠近入口一端引入针对无法降噪频率设计的穿孔板+折叠管道结构可消除次级通道传递函数的谷点，从而实现对这些频率的有效降噪。该结构简单、成本低，所占空间小，安装方便且工作稳定。

三、发明内容

1、发明目的：在普通交错窗中引入穿孔板和折叠管道组成的结构，提高单通道有源控制系统在某些频率的降噪量从而提高整体降噪性能。

2、技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述的安装于交错窗通风路径一端的穿孔板+折叠管道结构单元示意图见附图1，该结构由多个单元组成，安装了该结构的交错窗示意图见附图2。本发明按照以下步骤实现：

(1)在交错窗通风路径上安装单通道有源控制系统，考察其降噪效果，找出降噪量最小的频率f。记次级源到交错窗入口一侧壁面(附图3中右侧壁面)的距离为L，若f接近c₀/4L的奇数倍，则该频率降噪量不高的原因是右侧壁面的刚性反射导致的次级通道传递函数谷点，考察次级源到出口中心位置的传递函数，若在f处出现谷点则可进一步确认该结论；

(2)将通风路径截面积均匀划分为若干等面积的小单元，其边长为a_x和a_y，划分时保证a_x和a_y相差不大，穿孔板的厚度t一般取为0.2-2mm；

(3)根据

确定穿孔板的孔径d，式中α_max一般取0.5左右，