DE3025391A1 - Process control loop with suppression of acoustic vibration - uses compensation by comparing with reference valve and superimposing error in antiphase - Google Patents

Process control loop with suppression of acoustic vibration - uses compensation by comparing with reference valve and superimposing error in antiphase

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Abstract

Suppression of acoustic vibrations in solid, liquid or gaseous media is achieved by an active process where the interfering vibrations are eliminated by superimposing actively produced vibrations. The amplitude of vibrations in a given region is reduced. The control system functions independently of the position of the interfering source of vibration and independently of the waveform and bandwidth. The vibrations to be suppressed are compensated in relation to a reference value. The resultant vibration is continuously compared with the reference value and adjusted. The system consists of a vibration recorder (1) and a regulating device (5). The regulating device is supplied with the reference value. It controls a vibration generator (3) for the compensation.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Unter- Method and device for

drückung von akustischen Schwingungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung von akustischen Schwingungen in festen, flüssigen oder gasförmigen Medien durch überlagerung mit Kompensationsschwingungen und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens. suppression of acoustic vibrations The invention relates to a Method for suppressing acoustic vibrations in solid, liquid or gaseous media by superimposing compensatory vibrations and devices to carry out this procedure.

Akustische Störschwingungen, z.B. in Form von Lärm, können erhebliche Belastungen für die Gesundheit der betroffenen Menschen darstellen. Deshalb ist es erforderlich, die Schwingungen am Entstehungsort, auf dem Ausbreitungsweg oder an der gefährdeten Stelle zu reduzieren. Solche Schwingungen haben nur selten einen harmonischen Verlauf und ihre Einfallsrichtung ist häufig unbekannt oder kann wechseln.Acoustic interfering vibrations, e.g. in the form of noise, can be significant Represent a burden for the health of the people affected. Therefore it is necessary to determine the vibrations at the point of origin, on the path of propagation or to reduce at the endangered point. Such vibrations rarely have one harmonic course and its direction of incidence is often unknown or can change.

Die meisten gebräuchlichen Verfahren und Vorrichtungen zur lokalen Minderung bzw. Unterdrückung von akustischen Schwingungen arbeiten allein mit passiven Maßnahmen, bei denen keine zusätzliche Energiequelle vorhanden ist. Es wurden jedoch auch aktive Verfahren vorgeschlagen, bei denen durch Einkopplung von geeigneten akustischen Signalen die einfallende Störschallwelle kompensiert wird. Aus der US-PS 2 983 790 ist ein elektronischer Schallabsorber bekannt, der nach diesem Prinzip aufgebaut ist. Ferner wird in der DE-OS 24 Ol 523 eine Einrichtung zur aktiven Minderung von Schall am menschlichen Gehör beschrieben, mit der die praktischen Schwierigkeiten in vorhandenen aktiven Systemen gelöst und der geringe Tragekomfort passiver Gehörschützer verbessert werden siin. Bei dieser Vorrichtung wird Störschall mit einem Mikrophon aufgenommen und um 180 ° phasenverschoben am Gehöreingang wiedergegeben.Most common methods and devices for local Reduction or suppression of acoustic vibrations work only with passive ones Measures in which no additional energy source is available. However, there were also proposed active procedures in which by Coupling the incident noise wave is compensated by suitable acoustic signals will. From US Pat. No. 2,983,790 an electronic sound absorber is known which is constructed according to this principle. Furthermore, in DE-OS 24 Ol 523 a device for the active reduction of sound in the human hearing, with which the practical difficulties in existing active systems solved and the minor The wearing comfort of passive hearing protectors can be improved. With this device noise is picked up with a microphone and phase shifted by 180 ° on Auditory input reproduced.

Nach dem diesen aktiven Einrichtungen zugrunde liegenden Prinzip wird die zu unterdrückende Störschwingung erfaßt und das geeignete Kompensationssignal erzeugt. Danach kann jedoch ein breitbandiges und unabhängig von der Schalleinfallsrichtung wirksames Schallschutzmittel nicht realisiert werden, weil die erforderliche Bewertungseinrichtung für bestimmte Einfallsrichtungen ein nichtkausales Verhalten aufweisen müßte. Auch einer näherungsweisen Verwirklichung stehen technische Probleme entgegen, weil beim Bau der Bewertungseinrichtung die richtungsabhängige komplexe Übertragungsfunktion des Gesamtsystems berücksichtigt werden muß. Die bekannten Einrichtungen sind wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Ortsveränderungen für Personen, die sich bewegen, als persönliches Schallschutzmittel nicht anwendbar.According to the principle on which these active facilities are based the interfering oscillation to be suppressed is detected and the appropriate compensation signal generated. After that, however, a broadband signal can be used regardless of the direction of sound incidence effective soundproofing means cannot be realized because the necessary evaluation device would have to show a non-causal behavior for certain directions of incidence. Even an approximate realization stand in the way of technical problems because the Construction of the evaluation facility for the direction-dependent complex transfer function of the overall system must be taken into account. The known facilities are due their sensitivity to changes in location for people who move than personal soundproofing agent not applicable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aktives Verfahren zu schaffen, nach dem die störende Schwingung, z.B. Luft- oder Wasserschall, mit aktiv erzeugten Schwingungen so überlagert werden kann, daß die Schwingungsamplitude an eineni vorgegebenen Einwirkungsort oder sogar in einem bestimmten Gebiet gemindert wird. Die nach einem solchen Verfahren arbeitende Einrichtung sollte unabhängig von der Lage der Störschwingungsquelle sowie der Wellenform und Bandbreite der Störschwingung funktionieren.The present invention is based on the object of an active To create a process according to which the disruptive vibration, e.g. air or water noise, with actively generated vibrations can be superimposed so that the vibration amplitude at a given place of action or even reduced in a certain area will. The one after one establishment operating such procedures should regardless of the location of the source of the disturbing vibration as well as the waveform and bandwidth the parasitic oscillation work.

Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe lösen läßt, wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ausgehend von einem Sollwert die zu unterdrückende Schwingung kompensiert und die resultierende Schwingung fortlaufend mit dem Sollwert verglichen und auf diesen eingestellt wird.It has now been shown that this problem can be solved if at a method of the type mentioned on the basis of a setpoint that is to be suppressed Oscillation compensated and the resulting oscillation continuously with the setpoint is compared and adjusted to this.

Vorteilhafte Asführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ia den Unteransprüchen 2 und 3 beschrieben.Advantageous forms of execution of the method according to the invention are ia the subclaims 2 and 3 described.

Die Ansprüche 4 bis 10 betreffen Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.Claims 4 to 10 relate to devices for performing this Procedure.

Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip wird die aus der Kompensation der Störschwingung resultierende Schwingung ständig mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und entsprechend korrigiert. Daraus geht hervor, daß die Kompensation nicht direkt aus der Erfassung der Störschwingung vorgenommen wird, sondern die durch die Kompensation resultierende Schwingung wird direkt kontrolliert und eventuelle Abweichungen vom Sollwert werden in entsprechende Kompensationssignale umgesetzt. Die zur Kompensation erforderlichen Signalwandler werden vorzugsweise nahe am Einwirkungsort angebracht. Unter Einwirkungsort wird die Stelle verstanden, wo die Störschwingungen unterdrückt werden sollen, z.B. am Ohreingang oder bei Flüssigkeitsschall bzw. Rohrwellen an der geeigneten Stelle in der Flüssigkeit bzw. am Rohr. Soll die Störschwingung am Einwirkungsort minimal werden, so wird als Sollwert Null vorgegeben. Der Sollwert kann aber auch ein zeitlich schwankendes Signal (Führungsgröße) darstellen, um Nutzsignale,wie Sprache oder Warnungen, einzukoppeln.According to the principle according to the invention, the compensation of the Interfering oscillation resulting oscillation constantly with a specified target value compared and corrected accordingly. It follows that the compensation is not made directly from the detection of the disturbing vibration, but the oscillation resulting from the compensation is controlled directly and possible Deviations from the setpoint are converted into corresponding compensation signals. The signal converters required for compensation are preferably located close to the site of action appropriate. The place of action is understood to be the point where the disturbing vibrations occur should be suppressed, e.g. at the ear entrance or in the case of liquid-borne noise or pipe waves at the appropriate point in the liquid or on the pipe. Should the disturbance oscillation become minimal at the site of action, zero is specified as the target value. The setpoint but can also represent a signal that fluctuates over time (reference variable) in order to generate useful signals such as Language or warnings.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere mit Vorrichtungen für persönlichen Schallschutz und bei eindimensionalen Anordnungen, wie Rohren oder Stäben, durchführen. Die erfindungsgemäßen Anordnungen haben den Vorteil, daß sie häufig in Frequenzbereichen besonders wirksam sind, wo bekannte Minderungsmaßnahmen nicht anwendbar sind oder nicht ausreichen. So nimmt z.B. bei Gehörschutzkapseln die Schalldämmung zu niedrigeren Frequenzen hin (etwa 500 Hz) stark ab. Dort ist jedoch das erfindungsgemäße persönliche Schallschutzmittel besonders wirkungsvoll. Das erfindungsgemäße Verfahren, das auf dem Prinzip einer geregelten Interferenz beruht, zeigt auch bei eindimensionalen Anordnungen, wie Rohren oder Stäben, die häufig erwünschte Eigenschaft, aus einer Richtung einfallende Wellen zu reflektieren und damit die weitere Ausbreitung zu verhindern. Hier hat die aktive Schwingungsminderung gegenüber passiven Maßnahmen den Vorteil, daß das Minderungsmaß nicht von den Materialeigenschaften, wie Dichte, Masse, Elastizität oder Massenverteilung, abhängt. Die erfindungsgemäße geregelte Interferenz bietet den in der technischen Anwendung weiteren wichtigen Vorteil, daß sie verhältnismäßig unempfindlich gegen Parameterveränderungen ist. Kleine Veränderungen in der Beschaffenheit von Komponenten des Regelkreises oder der Ausbreitungsbedingungen beeinträchtigen die Wirksamkeit der Schwingungskompensation nicht wesentlich. Dagegen werden in den bekannten aktiven Verfahren die Abweichungen vom Sollwert der Schwingung am Einwirkungsort nicht ausgewertet, so daß dort Veränderungen im Übertragungsweg die erwünschte Kompensationswirkung beeinträchtigen können.The method according to the invention can be used in particular with devices for personal soundproofing and for one-dimensional arrangements, such as pipes or Rods, perform. The arrangements according to the invention have the advantage that they are often particularly effective in frequency ranges where known mitigation measures are inapplicable or insufficient. For example, with hearing protection capsules the sound insulation decreases sharply towards lower frequencies (around 500 Hz). There is however, the personal soundproofing means according to the invention is particularly effective. The method according to the invention, which is based on the principle of a regulated interference is based, shows even in one-dimensional arrangements, such as tubes or rods, the often desirable property to reflect waves incident from one direction and thus to prevent further spread. Here has the active vibration reduction compared to passive measures the advantage that the reduction level does not depend on the material properties, such as density, mass, elasticity or mass distribution depends. The inventive Regulated interference offers the other important ones in technical application The advantage is that it is relatively insensitive to parameter changes. Small changes in the nature of components of the control loop or the propagation conditions impair the effectiveness of the vibration compensation not essential. In contrast, in the known active method, the deviations not evaluated by the nominal value of the oscillation at the site of action, so that changes there can affect the desired compensation effect in the transmission path.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.In the following, the invention will be described on the basis of only one embodiment Illustrative drawings explained in more detail.

Figur 1 die prinzipielle Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Verknüpfung der Komponenten zur Erzeugung der geregelten Interferenz; Figur 2 eine erfindungsgemäße Gehörschutzkapsel; Figur 3 zwei mögliche Ausführungsformen für die frequenzgangbestimmenden Schaltungen in der Regelungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Figur 4 die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Minderung von Flüssigkeitsschall in Rohren und Figur 5 die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Minderung von Rohrwellen.Figure 1 shows the basic arrangement for performing the inventive Process and the linking of the components to generate the regulated interference; FIG. 2 shows a hearing protection capsule according to the invention; Figure 3 two possible embodiments for the frequency response-determining circuits in the control device of the invention Contraption; FIG. 4 the implementation of the method according to the invention for reduction of liquid-borne noise in pipes and FIG. 5 the implementation of the invention Process for reducing pipe waves.

In der Anordnung gemäß Figur 1 wird mit einem Signalwander bzw. Schwingungsaufnehmer 1, der je nach Anwendungsgebiet ein Mikrophon, Hydrophon, Körperschallwandler und dergleichen sein kann, der Schwingungsverlauf ein Einwirkungsort, der die Summe aus der einfallenden störenden Schwingung 2 und der vom Schwingungsgeber 3 erzeugten kompensierenden Schwingung 4 darstellt, in ein elektrisches Signal gewandelt. Das Signal des Schwingunsaufnehmers 1 wird in einer elektronischen Regelungseinrichtung 5 weiterverarbeitet.In the arrangement according to FIG. 1, a signal wander or vibration sensor is used 1, which, depending on the area of application, includes a microphone, hydrophone, structure-borne sound transducer and like that, the course of the oscillation can be a place of action, the sum from the incident disturbing vibration 2 and that generated by the vibration transmitter 3 represents compensating oscillation 4, converted into an electrical signal. That The signal from the vibration sensor 1 is transmitted to an electronic control device 5 further processed.

Die Regelungseinrichtung besteht aus einem Rückführungsteil 6, einer Differenzstufe 7, wo die Abweichung von dem Sollwert 8 ermittelt wird, und einem Reglernetzwerk 9, von dem der Schwingungsgeber 3 angesteuert wird. Bezeichnen V (kompensierende Schwingung), W (störende Schwingung), X (resultierende Schwingung) und Y (Sollwert) die Fouriertransformierten der entsprechendens zeitlichen Signalverläufe, A den komplexen Frequenzgang vom Einwirkungsort bis zur Differenzstufe (Vorwärtszweig), B den komplexen Frequenzgang von der Differenzstufe bis zum Einwirkungsort (Rückführungszweig), dann gilt: X=V+W Die erfindungsgemäße Anordnung der Komponenten erzeugt im Fall von linearer zeitinvarianter Filterung das resultierende Signal W = W + AY (Gleichung I) 1 + AB 1 + AB Wenn der Betrag |1 + + ABi größer als 1 ist, wird die störende Schwingung W gemindert. Der Frequenzbereich und das Minderungsmaß sind durch die geometrische Anordnung der Wandler und die Übertragungsfunktionen des Vorwärtszweiges A und des Rückführungszweiges B bestimmt.The control device consists of a return part 6, a Difference stage 7, where the deviation from the target value 8 is determined, and one Controller network 9, from which the vibration transmitter 3 is controlled. Denote V (compensating oscillation), W (disturbing oscillation), X (resulting oscillation) and Y (nominal value) is the Fourier transform of the corresponding time waveforms, A. the complex frequency response from the point of action to the differential stage (forward branch), B the complex frequency response from the differential stage to the point of action (feedback branch), then the following applies: X = V + W The arrangement of the components according to the invention generates in the case from linear time-invariant filtering, the resulting signal W = W + AY (equation I) 1 + AB 1 + AB If the amount | 1 + + ABi is greater than 1, the disturbing Vibration W reduced. The frequency range and the reduction level are determined by the geometric arrangement of the transducers and the transfer functions of the forward branch A and the return branch B are determined.

Die erfindungsgemäße Ausführung eines persönlichen Schallschutzmittels wird in Figur 2 schematisch wiedergegeben und besteht aus einer Gehörschutzkapsel 10, innerhalb welcher nahe am Gehörgang 11 der Schwingungsaufnehmer 1 und der Schwingungsgeber 3 angebracht sind. Als Schwingungsgeber 3 wird z.B. ein Kopfhörersystem und als Schwingungsaufnehmer 1 ein Miniaturelektretmikrophon verwendet. Das Mikrophon wird vorzugsweise vor der Membran des Kopfhörers zentral angebracht. Der unmittelbar am Ohreingang 11 eintreffende Schall wird von dem Mikrophon 1 in ein elektrisches Signal gewandelt und der Reglerelektronik 5 zugeführt, die den Kopfhörer 3 so steuert, daß der vom Mikrophon registrierte Schalldruckpegel minimal wird. Die Schallwandler 1 und 3 können entweder offen getragen oder innerhalb der Gehörschutzkapsel 10 untergebracht werden. Die Nutzsignale werden am Eingang 8 eingekoppelt.The execution of a personal soundproofing means according to the invention is shown schematically in Figure 2 and consists of a hearing protection capsule 10, within which, close to the ear canal 11, the vibration sensor 1 and the vibration transmitter 3 are attached. A headphone system and a Vibration sensor 1 uses a miniature electret microphone. The microphone will preferably centrally mounted in front of the headphone membrane. The immediate Sound arriving at the ear entrance 11 is converted by the microphone 1 into an electrical one Signal converted and fed to the controller electronics 5, which controls the headphones 3 so that he registered from the microphone Sound pressure level becomes minimal. The transducers 1 and 3 can either be worn open or inside the hearing protection capsule 10 can be accommodated. The useful signals are coupled into input 8.

In Figur 3 sind die frequenzgangbestimmenden Schaltungen im Vorwärtszweig I und Rückführungszweig II dargestellt.In Figure 3, the frequency response-determining circuits are in the forward branch I and return branch II shown.

Die Schleifenverstärkung der Gesamtanordnung wird so hoch eingestellt, daß sie noch unterhalb der Stabilitätsgrenze liegt. In offener Ausführung, also ohne passiven Kapselgehörschützer, wird mit dieser Anordnung im Frequenzbereich zwischen 80 Hz und 800 Hz eine Minderung aller einfallenden Geräusche erzielt, die im günstigsten Bereich (100 bis 400 Hz) etwa 10 dB beträgt. Neben den dargestellten frequenzgangbestimmenden Schaltungen gibt es auch andere Möglichkeiten, die sich bezüglich des maximal erreichbaren Minderungsmaßes und des mindemngswirksamen Frequenzbereichs unterscheiden.The loop gain of the overall arrangement is set so high that that it is still below the stability limit. In an open version, that is Without passive ear muffs, this arrangement is in the frequency domain between 80 Hz and 800 Hz achieves a reduction in all incident noises that in the most favorable range (100 to 400 Hz) is about 10 dB. In addition to those shown Frequency response-determining circuits there are other options that can be used with regard to the maximum achievable reduction level and the effective frequency range differentiate.

Da sich nach Gleichung I die Führungsgrößenübertragungsfunktion (A/(1+AB)) und die Störungsübertragungsfunktion (1/(1+AB)) unterscheiden, lassen sich durch geeignete Verteilung der frequenzgangbestimmenden Komponenten auf den Vorwärts- und Rückführungszweig die Übertragungseigenschaften für Nutzsignale als Sollwert und für den Lärm als Störgröße weitgehend unabhängig voneinander optimieren.Since, according to equation I, the reference variable transfer function (A / (1 + AB)) and the interference transfer function (1 / (1 + AB)) can be distinguished by suitable distribution of the frequency response-determining components on the forward and feedback branch, the transmission properties for useful signals as a setpoint value and optimize largely independently of one another for noise as a disturbance variable.

In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform wird eine Einrichtung zur Minderung von Flüssigkeitsschall in Rohren gezeigt. Dabei ist der Schwingungsaufnehmer 1 und Schwingungsgeber 3 in der Flüssigkeit 12 angebracht, wobei über die Regeleinrichtung 5 mit Sollwerteingang 8 der Schwingungsgeber 3 so gesteuert wird, daß der Schalldruck am Schwingungsaufnehmer 1, der z.B. ein Hydrophon ist, minimal wird. Ein zusätzlicher passiver Schwingungsabsorber 13 dämpft sowohl die einfallende Schwingung als auch die interferierende Welle, so daß die unterhalb des Rohres 14 skizzierte Schalldruckverteilung in der Flüssigkeit entlang des Rohres entsteht.In the embodiment shown in Figure 4, a device shown for the reduction of liquid-borne noise in pipes. Here is the vibration sensor 1 and vibration transmitter 3 mounted in the liquid 12, with the control device 5 with setpoint input 8 of the vibration generator 3 is controlled so that the sound pressure at the Vibration sensor 1, which is e.g. a hydrophone, is minimal will. An additional passive vibration absorber 13 damps both the incident Vibration as well as the interfering wave, so that the below the pipe 14 sketched sound pressure distribution in the liquid along the pipe arises.

Bei der Einrichtung zur Minderung von Rohrwellen gemäß Figur 5 wird ein Körperschallwandler 1 um das Rohr gelegt und über die Regelungseinrichtung 5 ein ringförmiger Körperschallgeber 3, z.B. piezoelektrisch oder elektrodynamisch, so gesteuert, daß die aus einer Richtung einfallenden Körperschallschwingungen am Ort der Körperschallsonde 1 minimal werden und damit auch der durchgehende Schall reduziert wird.In the device for reducing tube waves according to FIG a structure-borne sound transducer 1 is placed around the pipe and via the control device 5 a ring-shaped structure-borne sound generator 3, e.g. piezoelectric or electrodynamic, controlled so that the structure-borne sound vibrations incident from one direction on Location of the structure-borne sound probe 1 become minimal, and thus also the continuous sound is reduced.

Claims (10)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Unterdrückung von akustischen Schwingungen in festen, flüssigen oder gasförmigen Medien durch Überlagerung mit Kompensationsschwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem Sollwert die zu unterdrückende Schwingung kompensiert und die resultierende Schwingung fortlaufend mit dem Sollwert verglichen und auf diesen eingestellt wird. Claims 1. A method for suppressing acoustic vibrations in solid, liquid or gaseous media by superimposing compensation oscillations, characterized in that, starting from a setpoint value, the vibration to be suppressed compensated and the resulting oscillation continuously compared with the target value and is adjusted to this. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert zeitlich konstant auf Null gehalten wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the target value is kept constant at zero over time. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert ein zeitlich schwankendes Signal darstellt. 3. The method according to claim 1, characterized in that the target value represents a signal that fluctuates over time. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einem Schwingungsaufnehmer (1) und einer Regelungseinrichtung (5), in die ein Sollwert eingebbar ist und die einen Schwingungsgeber (3) für die Kompensationsschwingung steuert. 4. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that it consists of a vibration sensor (1) and a control device (5) into which a setpoint can be entered and which a vibration generator (3) controls the compensation vibration. 5. Vorrichtung nacn Anspruch Lt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsaufnehmer (1) ein Mikrophon ist, das usammen mit dem Schwingungsgeber (3) in einer Gehörschutzkapsel (10) untergebracht ist. 5. Device according to claim Lt, characterized in that the Vibration sensor (1) is a microphone that together with the Vibration transmitter (3) is housed in a hearing protection capsule (10). 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungsaufnehmer (1) und Schwingungsgeber (3) Körperschallwandler verwendet werden, die an Festkörperoberflächen anbringbar sind. 6. Apparatus according to claim 4, characterized in that as a vibration sensor (1) and vibration transducers (3) structure-borne sound transducers are used on solid surfaces are attachable. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Rohrschwingungen ringförmige Körperschallwandler verwendet werden. 7. Apparatus according to claim 6, characterized in that for suppression ring-shaped structure-borne sound transducers are used for pipe vibrations. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung von Schwingungen in Flüssigkeiten Schwingungsaufnehmer (1), z.B. Hydrophone, bzw. Schwingungsgeber (3) in der Flüssigkeit (12) anbringbar sind. 8. Apparatus according to claim 4, characterized in that for suppression of vibrations in liquids Vibration sensors (1), e.g. hydrophones, resp. Vibration transmitters (3) can be attached in the liquid (12). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich passive Schwingungsabsorber (13) vorgesehen sind.9. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that that additional passive vibration absorbers (13) are provided. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinrichtung (5) aus einem elektronischen Netzwerk (9) mit Rückführungszweig (6), Substrahierer (7) und Vorwärts zweig besteht.10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that that the control device (5) consists of an electronic network (9) with a feedback branch (6), subtracter (7) and forward branch.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8910815U1 (en) * 1989-09-11 1989-11-23 Kind, Werner, 3006 Burgwedel, De
FR2632473A1 (en) * 1988-06-01 1989-12-08 Saint Louis Inst DEVICES FOR ACTIVE MITIGATION OF VIBRATION, IN PARTICULAR NOISE, ARRANGED IN SERIES
US5040156A (en) * 1989-06-29 1991-08-13 Battelle-Institut E.V. Acoustic sensor device with noise suppression
EP0643880A1 (en) * 1992-06-05 1995-03-22 Noise Cancellation Technologies Active/passive headset with speech filter

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH083395B2 (en) * 1988-09-30 1996-01-17 株式会社東芝 Silencer for cooling system
DE3834853C2 (en) * 1988-10-13 1999-12-02 Bayerische Motoren Werke Ag Arrangement for reducing the noise level in the interior of a motor vehicle
DE4315000A1 (en) * 1993-05-06 1994-11-10 Opel Adam Ag Noise-compensated hands-free system in motor vehicles
DE19918455B4 (en) * 1999-04-23 2006-12-07 Bayerische Motoren Werke Ag Method for active noise reduction in hydraulic units
DE202011052130U1 (en) * 2011-11-28 2012-12-05 Sato Schneidsysteme Anton Hubert E.K. plasma torch

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2721754A1 (en) * 1976-05-13 1977-11-24 Sound Attenuators Ltd METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE LEVEL OF INTERFERENCE NOISE
DE2712534A1 (en) * 1977-03-22 1978-09-28 Sound Attenuators Ltd Active sound attenuation using secondary wave - has stored programme used to obtain signal representing secondary wave

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2721754A1 (en) * 1976-05-13 1977-11-24 Sound Attenuators Ltd METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE LEVEL OF INTERFERENCE NOISE
DE2712534A1 (en) * 1977-03-22 1978-09-28 Sound Attenuators Ltd Active sound attenuation using secondary wave - has stored programme used to obtain signal representing secondary wave

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2632473A1 (en) * 1988-06-01 1989-12-08 Saint Louis Inst DEVICES FOR ACTIVE MITIGATION OF VIBRATION, IN PARTICULAR NOISE, ARRANGED IN SERIES
US5040156A (en) * 1989-06-29 1991-08-13 Battelle-Institut E.V. Acoustic sensor device with noise suppression
DE8910815U1 (en) * 1989-09-11 1989-11-23 Kind, Werner, 3006 Burgwedel, De
EP0643880A1 (en) * 1992-06-05 1995-03-22 Noise Cancellation Technologies Active/passive headset with speech filter
EP0643880A4 (en) * 1992-06-05 1996-02-21 Noise Cancellation Tech Active/passive headset with speech filter.

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