專利名稱：一種有源通風隔聲窗的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑噪聲控制裝置，特別是涉及一種利用有源噪聲控制技術 來實現既滿足通風要求，又能有效隔聲保證建筑室內靜音的有源通風隔聲窗。
背景技術：
現有建筑安裝的窗，無論是木窗、鋼窗、鋁合金窗、塑鋼窗等，主要的功能就是采光 和通風。由于城市化的進程越來越快，噪聲污染已經成為環境污染的重要方面之一，街道上 的交通噪聲、工地的施工噪聲、鄰里間的娛樂噪聲等等，令人們日夜不寧、寢食難安。目前采用隔聲窗治理建筑噪聲是一種較好的辦法，特別是針對交通噪聲效果比較 明顯。但是，人們開窗通風的習慣會導致隔聲窗的隔聲性能直接下降，因此普通隔聲窗存在 “開窗吵死，關窗憋死”的問題，而且采用隔聲結構或吸聲材料等降噪措施雖然對中、高頻噪 聲較為有效，但是對低頻噪聲的控制效果不大。現在，通風隔聲窗的出現在一定程度上可以解決上述問題，但通風隔聲窗在處理 工地施工噪聲、鐵路、機場噪聲等噪聲級超過80-90dB，噪聲能量集中在低頻250以下的噪 聲時存在很大的問題，通常需要以犧牲通風量為代價，通過增加通風通道彎折次數，減小風 道面積等措施來解決低頻噪聲隔聲問題，從而使制作工藝難度大大增加，制作成本也高。
實用新型內容本實用新型的發明目的在于，針對上述存在的問題，提供一種對低頻噪聲和高頻 噪聲均能有效隔聲，且具有良好地通風性能的有源通風隔聲窗。本實用新型采用有源噪聲控制技術，又稱為噪聲主動控制，簡稱ANC，是應用計算 機及電子技術進行噪聲控制的新方法，其優勢在于對低頻噪聲的控制。其主要思想是在聲 場控制區域人為地產生一個與待控噪聲聲波幅值相等、相位相反的聲波，前后兩者疊加后 實現相消干涉而達到消聲目的。一般稱噪聲源為初級聲源，產生控制聲波的聲源稱為次級 聲源。噪聲有源控制的理論基礎是聲波的楊氏干涉理論，即由聲場的線性疊加原理可知，當 頻率相同，相位差恒定的兩列聲波相遇時，在空間產生相互干涉現象，如圖1所示，當初級 聲源和次級聲源振幅相等，相位相反時，對于初級聲源而言，就可以在一定的區域內達到消 聲的效果。本實用新型的技術方案是一種有源通風隔聲窗，包括隔聲窗，其特征在于在所 述隔聲窗上設置有有源隔聲通風裝置，所述有源隔聲通風裝置包括連通室內外的通風通道 和有源噪聲控制系統；所述有源噪聲控制系統包括次級聲源、傳感器和自適應有源控制器，所述次級聲 源設置在通風通道的壁面，所述傳感器設置在與室內連通的進風口和與室外連通的出風口 處，所述次級聲源和傳感器與所述自適應有源控制器電連接。本實用新型所述的有源通風隔聲窗，其所述隔聲窗包括內外兩層窗框，所述通風 通道設置于內外兩層窗框之間。[0010]本實用新型所述的有源通風隔聲窗，其所述通風通道由隔聲板構成，在所述通風 通道內壁設置有吸聲層。本實用新型所述的有源通風隔聲窗，其所述設置于進風口處的傳感器為單指向性 特性的麥克風。本實用新型 所述的有源通風隔聲窗，其在所述通風通道內、與通風通道水平的設 置有至少一塊微孔板。本實用新型所述的有源通風隔聲窗，其所述微孔板將通風通道分隔為均勻的氣流 通道。本實用新型所述的有源通風隔聲窗，其所述次級聲源為揚聲器。本實用新型在現有通風隔聲窗上設置有源隔聲通風裝置，利用有源噪聲控制技術 對低頻噪聲進行抵消吸收，同時采用在通風通道內壁敷設由吸聲材料構成的吸聲層以及通 風通道內部的吸聲結構對中高頻噪聲進行吸收，這樣在保持良好通風性能的情況下，也能 對低頻噪聲和高頻噪聲進行有效地降噪處理。
圖1是楊氏干涉原理。圖2是本實用新型實施例一的立體圖。圖3是本實用新型實施例一的俯視圖。圖4是本實用新型實施例一的主視圖。圖5是本實用新型實施例二的立體圖。圖6是本實用新型實施例二的俯視圖。圖7是本實用新型實施例二的主視圖。圖中標記1為隔聲窗，2為通風通道，3為次級聲源，4為參考傳感器，5為誤差傳 感器，6為進風口，7為出風口，8為吸聲層，9為微孔板。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只 是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。實施例一如圖2、3和4所示，一種有源通風隔聲窗，包括隔聲窗1，所述隔聲窗 1包括內外兩層窗框，在所述隔聲窗1上設置有有源隔聲通風裝置，所述有源隔聲通風裝置 包括連通室內外的通風通道2和有源噪聲控制系統。所述通風通道2由隔聲板構成，也可 由隔聲窗窗框直接構成，在所述通風通道2內壁設置有由2cm吸聲毛毯構成的吸聲層8。其中，所述通風通道2設置于所述內外兩層窗框之間，所述有源噪聲控制系統包 括次級聲源3、傳感器和自適應有源控制器，所述次級聲源3設置在通風通道2的側壁面，所 述次級聲源3為揚聲器，如動圈式揚聲器、紙盆式揚聲器、壓電式揚聲器等；所述傳感器分 為參考傳感器4和誤差傳感器5，所述參考傳感器4設置在與室內連通的進風口 6處，所述誤差傳感器5設置在與室外連通的出風口 7處，所述參考傳感器4和誤差傳感器5分別陣列 放置在進、出風口壁面，所述設置于進風口 6處的參考傳感器4為單指向性特性的麥克風， 使用具有單指向性特性的麥克風作為參考傳感器，可直接采集入射噪聲信號作為自適應有 源控制系統的參考信號，用參考信號拾取法解決自適應控制系統的聲反饋問題。所述次級 聲源3和傳感器與所述自適應有源控制器電連接。實施例二 如圖5、6和7所示，一種有源通風隔聲窗，包括隔聲窗1，所述隔聲窗1 包括內外兩層窗框，在所述隔聲窗1上設置有有源隔聲通風裝置，所述有源隔聲通風裝置 包括連通室內外的通風通道2和有源噪聲控制系統。其中，所述通風通道2設置于所述內外兩層窗框之間，所述有源噪聲控制系統包 括次級聲源3、傳感器和自適應有源控制器，所述次級聲源3設置在通風通道2的頂部和底 部，所述次級聲源3為揚聲器，如動圈式揚聲器、紙盆式揚聲器、壓電式揚聲器等；所述傳感 器分為參考傳感器4和誤差傳感器5，所述參考傳感器4設置在與室內連通的進風口 6處， 所述誤差傳感器5設置在與室外連通的出風口 7處，所述參考傳感器4和誤差傳感器5分 別陣列放置在進、出風口壁面，所述設置于進風口 6處的參考傳感器4為單指向性特性的麥 克風，使用具有單指向性特性的麥克風作為參考傳感器，可直接采集入射噪聲信號作為自 適應有源控制系統的參考信號，用參考信號拾取法解決自適應控制系統的聲反饋問題。所 述次級聲源3和傳感器與所述自適應有源控制器電連接。所述通風通道2由隔聲板構成，在所述通風通道2內壁設置有由吸聲材料構成的 吸聲層，在所述通風通道2內、與通風通道2水平的設置有兩塊微孔板9進行消聲，同時微 孔板9將通風通道2隔離成均勻的三部分，對氣流進行整流。本實用新型的工作原理有源通風隔聲窗的工作頻率范圍分為兩個部分，以 500Hz為界。500Hz以上的中高頻部分噪聲主要由敷設在通風通道四壁的吸聲材料和通風 通道內部的吸聲結構進行吸收，進風口和出風口的交錯設置，使氣流通道為轉角式布局，拐 角結構對中高頻噪聲能再次進行傳播阻隔。采用這種吸聲材料、吸聲結構等降噪措施稱為 “無源降噪技術”，一般說來，無源噪聲控制對中、高頻噪聲較為有效，而對低頻噪聲的控制 效果不大。對500Hz以下的低頻噪聲，則采用有源噪聲控制技術，首先噪聲由進風口進入通 風通道內，由位于進風口處的參考傳感器采集入射噪聲信號，由位于出風口處的誤差傳感 器采集透射的噪聲信號，并將噪聲信號轉換成模擬信號，然后將兩組傳感器模擬信號經過 帶通濾波器處理后輸入到自適應有源控制器的A/D采樣模塊，經A/D采樣模塊將模擬信號 轉換成數字信號后輸入到自適應有源控制器的運算模塊，自適應有源控制器根據入射噪聲 參考信號和透射噪聲誤差信號的值，使用自適應算法得到一組激勵信號，并把激勵信號輸 入到自適應有源控制器的D/A模塊，將激勵信號轉換成模擬電壓信號，最后該模擬電壓信 號通過重構濾波器和功率放大器輸送給次級聲源，次級聲源發出與入射聲信號相位相反、 幅值相等的反聲信號，在控制面對入射聲進行疊加抵消，最終使得位于出風口處的誤差傳 感器采集到的透射聲達到最小(理想狀態下，透射聲為零)。采用有源噪聲控制技術可以在500Hz以下的低頻范圍提高窗體隔聲量約 10-15dB，使得隔聲窗在500Hz以下頻段的隔聲量由20_25dB提升到35_40dB，到達高隔聲量 要求。[0034] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已， 并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
權利要求一種有源通風隔聲窗，包括隔聲窗，其特征在于在所述隔聲窗上設置有有源隔聲通風裝置，所述有源隔聲通風裝置包括連通室內外的通風通道和有源噪聲控制系統；所述有源噪聲控制系統包括次級聲源、傳感器和自適應有源控制器，所述次級聲源設置在通風通道的壁面，所述傳感器設置在與室內連通的進風口和與室外連通的出風口處，所述次級聲源和傳感器與所述自適應有源控制器電連接。
2.根據權利要求1所述的有源通風隔聲窗，其特征在于所述隔聲窗包括內外兩層窗 框，所述通風通道設置于內外兩層窗框之間。
3.根據權利要求2所述的有源通風隔聲窗，其特征在于所述通風通道由隔聲板構成， 在所述通風通道內壁設置有吸聲層。
4.根據權利要求3所述的有源通風隔聲窗，其特征在于所述設置于進風口處的傳感 器為單指向性特性的麥克風。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的有源通風隔聲窗，其特征在于在所述通風 通道內、與通風通道水平的設置有至少一塊微孔板。
6.根據權利要求5所述的有源通風隔聲窗，其特征在于所述微孔板將通風通道分隔 為均勻的氣流通道。
7.根據權利要求6所述的有源通風隔聲窗，其特征在于所述次級聲源為揚聲器。
專利摘要本實用新型公開了一種有源通風隔聲窗，包括隔聲窗，其特征在于在所述隔聲窗上設置有有源隔聲通風裝置，所述有源隔聲通風裝置包括連通室內外的通風通道和有源噪聲控制系統。本實用新型在現有通風隔聲窗上設置有源隔聲通風裝置，利用有源噪聲控制技術對低頻噪聲進行抵消吸收，同時采用在通風通道內壁敷設由吸聲材料構成的吸聲層以及通風通道內部的吸聲結構對中高頻噪聲進行吸收，這樣在保持良好通風性能的情況下，也能對低頻噪聲和高頻噪聲進行有效地降噪處理。
文檔編號E06B5/20GK201730496SQ201020239769
公開日2011年2月2日 申請日期2010年6月28日 優先權日2010年6月28日
發明者唐俊, 賈荷香 申請人:四川正升聲學科技有限公司