[发明专利]一种基于扩张式消声器的止鼾装置

说明书

本发明所提供的一种基于扩张式消声器的止鼾装置，首先，从消除打鼾的因果关系的“果”的角度提出技术方案，采用扩张式和主动式两者混合的消声方式，弥补了主动式在中高频段，而扩张式在中低频段的消声性能下降和带宽不足的技术缺陷，获得了适用性广、消声量大、消声带宽广、体积小、重量轻和电能耗低的多者兼顾的有益效果；其次，主动消声模块和扩张室之间的连接可拆卸，解决了清洗扩张室因呼吸所产生异味的难题；最后，控制模块还包括音频旁路模块，将音频转换出的声波通过鼻腔、咽鼓管、中耳腔传播到耳膜内侧，引起耳膜的振动而使人产生听觉，避免了睡眠卧姿下佩戴耳机容易掉落的难题。

技术领域

本发明涉及一种基于扩张式消声器的止鼾装置。

背景技术

拫据人群随机调查的不完全统计，我国有30%以上的成年人打鼾，男性打鼾率占20%~25%，女性占5%~15%，男女比例约为3 :1。而且随着年龄增长，打鼾率也在增高。40~64岁男性打鼾率高达60%, 女性打鼾率达40%。

现有的止鼾器采用消除打鼾的因果关系的“因”的技术方案，即消除打鼾声源的技术方案，例如让打鼾者口含可以扩张气道的装置，使得悬雍垂产生的振动和涡流减小，从而减轻或消除鼾声；再例如先检测出打鼾声后，再刺激人体穴道，使得人体呼吸道肌肉收缩，以改变呼吸道截面积等声学特性；再例如使用绑带让打鼾者口腔闭合，但是因为打鼾的生理和机理是复杂多样的，所以现有技术难以适用所有打鼾者，即适用性差。

另外一方面，打鼾的声音频谱分布比较规律的，基本成高斯分布。因为人声频谱能量基本集中在[200，3500]Hz频率范围内，其中的软颚部位的鼾声频率大多分布在 150-300Hz 间，舌下部位之频率大多分布在 500-750Hz 间，并且鼾声的频谱分布极大值在200Hz和600Hz附近，对于鼾声[20，5000]Hz全频率范围进行分类，其中[20，1000]Hz频率范围为中低频段，[1000，5000]Hz频率范围为中高频段，其中鼾声能量主要集中在[20，1000]Hz中低频段。

主动降噪或主动消声是一种降噪技术，是应用在耳机降噪技术领域的方法之一，其使用次级声源产生与外界噪音幅度相等，并且相位相反的降噪声波，与噪音声波在空间上（例如腔体内）叠加中和，从而实现降噪的效果。它的原理是所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反就可以将噪声完全抵消掉，换言之，主动降噪技术需要同时满足相频和幅频条件。

首先，在满足幅频条件方面，如果在鼾声[20-5000]Hz频率范围内使用主动降噪，为了满足幅频特性，将会导致对次级声源的性能指标要求极高，因为单一规格的次级声源难以在全频道提供足够带宽和增益的频率响应性能，需要（二路）二分频或（三路）三分频系统才能满足，因此导致整个主动降噪系统的体积和重量大，耗电量大。

此外，在满足相频条件方面，降噪声波相位需要跟随噪音相位，而噪音声波相位和腔体的声学特性相关，如图8的划线所示，在[200，500]Hz区间，腔体的噪声相位从-40度快速跳变到100度，降噪系统难以快速跟随噪声相位跳变实现消声功能，反而产生附加噪音，在实际应用中采取放弃相位匹配和减少降噪声波幅值的方法，而在本发明所涉及的止鼾器领域中，因为可穿戴性对止鼾器消声腔体的尺度限制，导致扩张室所固有的声学相位跳变频段与鼾声的频谱分布极大值频段交叠，因此在止鼾器领域使用现有主动降噪技术对大于500Hz的噪音，其降噪能力严重下降，导致主动降噪技术在中高频段降噪能力不足，不适合应用于可穿戴性要求的止鼾器装置，下文中为表述方便，简称主动降噪技术为主动式。