CN101976561A - 多变量空气振动消降噪装置及消降噪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种公开了一种以数学求解合成噪音曲线并以离子风为调制动力的降噪音装置，该装置包括用一对电极形成的离子电场、噪音采集分析器、高压驱动电路及可调频率及振幅的反相信号发生器构成。在电场力的作用下，电离极产生的等离子体使空气分子带电并产生流动进而因雪崩效应形成离子风，经频率反相发生器调制形成与噪音频率相同，作用力相等但矢量方向及相位与噪音相反的振动波，从而达到降噪目的。本发明的有益效果主要体现在：提供了一种可较大范围消降噪的装置；在不同频率下的失真极小；对频率补偿电路提出的要求低，成本较低；又可节能减排，具有非常好的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气振动消降噪装置。
背景技术
现有技术中的为了驱除或减低空气中噪音的离子降噪装置，一般要有一个能抵挡噪音声波的功能块。该功能块应能产生一组与噪音频率、振幅相等但矢量方向相反的声波。当前的降噪耳机正是基于这一原理研制而成的。但是因为噪音源的来源来自四面八方：有的直射进入耳朵，有的经反射、折射进入人的耳朵；再加上噪音的频率千差万别，噪音射入的矢量方向也各不相同；而且耳机采用的电磁转换结构必然滞后于噪音一个相位(其滞后的相位大小取决于音膜介质的材料与厚度)，以致当前的降噪耳机的效果不彰，严重地限制了其降噪的应用。
另外，对于建筑物外或电器产生的空气振动而引发的消降噪问题也一直困扰着公众。如中国专利CN03119467.2、CN200410058483.7、CN200710080149.5、CN200810006408.4等也介绍了一些能进行主动消除噪音的电子系统，但是这些系统或者降噪范围小，或者降噪效果不佳。
因此，有必要设计一种更先进的空气振动消降噪装置。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种高精确频率与相位，场强且无滞后的消降噪装置。
本发明的另一目的在于提供一种消降噪范围更大、更准确、更高效的消降噪装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：(1)采用无滞后的电场力直接驱动取代有相位滞后通过电磁转换的间接驱动；(2)增加对场强及矢量方向进行分析使之准确性更高，对方向更有针对性。
具体来说：
一种多变量空气振动消降噪装置，由一对离子产生电极对，一个高压驱动电路，一个噪音采集分析器，和一个可调频率反相信号发生器组成，所述离子产生电极对的正电极由一根合金丝等距离绕在一个绝缘线框上形成，负电极由一组导电导向扁平极板组成，极板之间互相电气连接，正负电极之间被绝缘柱彼此分离开来，所述噪音采集分析器的输出端连接于所述反相信号发生器的信号输入端，所述反相信号发生器的信号输出端连接于所述高压驱动电路的高压调试端，所述高压驱动电路耦接于所述离子产生电极对，并用于驱动所述离子产生电极对形成离子电场，从而使位于该离子电场内的空气分子电离，进而形成离子风，并被调制成与噪音频率相同，作用力相等但矢量方向及相位与噪音相反的振动波。
进一步地，所述离子产生电极对的正电极由金属丝电镀绕在绝缘框上形成，或者由单一金属丝绕在绝缘框上形成。
进一步地，所述离子产生电极对的负电极由金属制成，或者由非金属的导电材料制成。
进一步地，所述离子产生电极对的负电极机械地连接在一导电片上，或者与一导电片焊接在一起。
进一步地，所述导电片装有电子端头。
进一步地，所述噪音采集分析器的表面上均布有一组用于采集噪音信号的采集点。
一种如上述的多变量空气振动消降噪装置的消降噪方法，包括如下步骤，
第一，所述噪音采集分析器的一组采集点采集噪音信号；
第二，所述噪音采集分析器运用数学逼近求残差的方式对各单一采集点在同一时段采集的噪音谱线进行分解，初值由标准图谱库中分解的参考值而定，并对各采集点的数据进行叠加、叠减从而形成一组新的组合数据，根据这些数据合成一条共性的噪音谱线；
第三，把该时间段的噪音谱线送入反相信号发生器去产生反相信号；
第四，所述反相信号发生器将该反相信号输至所述高压驱动电路的高压输出调制端；
第五，所述高压驱动电路驱动所述离子产生电极对形成一个调制后的变化的离子电场；
第六，被调制的离子流形成离子风，并形成与噪音频率相同，作用力相等但矢量方向及相位与噪音相反的振动波，从而达到降噪的目的。
本发明的有益效果主要体现在：提供了一种可较大范围消降噪的装置；并且因其消降噪驱动手段具有极其平坦的频率响应曲线，故其在不同频率下的失真极小；又由于其极好的线性特性，故对频率补偿电路提出的要求低，成本较低；又因该种驱动空气的方式其能量转换效率高于其他方法(如电磁转换法)，故此又可节能减排，具有非常好的推广价值。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明的具体实施方式的示意图。
图2：频率响应线图。
图3：噪音合成谱线图。
其中：
1 噪音采集分析器 2 噪音信号采集点
3 反向信号发生器 4 高压驱动电路
5 离子产生电极对
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
参照图1，多变量空气振动消降噪装置，由一个离子产生电极对5，一个高压驱动电路4，一个噪音采集分析器1，和一个可调频率反相信号发生器3组成。
所述离子产生电极对5的正电极由一根合金丝等距离绕在一个绝缘线框上形成，负电极由一组导电扁平极板组成，极板之间互相电气连接，正负电极之间被绝缘柱彼此分离开来。
所述噪音采集分析器1的表面上均布有一组用于采集噪音信号的采集点2。所述噪音采集分析器1的输出端连接于所述反相信号发生器3的信号输入端，所述反相信号发生器3的信号输出端连接于所述高压驱动电路4的高压调试端，所述高压驱动电路4耦接于所述离子产生电极对5，并用于驱动所述离子产生电极对5形成调制后的离子电场。
所述离子产生电极对5的正电极由金属丝电镀绕在绝缘框上形成，或者由单一金属丝绕在绝缘框上形成。
所述离子产生电极对5的负电极由金属制成，或者由非金属的导电材料制成。
所述离子产生电极对5的负电极机械地连接在一导电片上，或者与一导电片焊接在一起。所述导电片装有电子端头。
本发明还揭示了一种多变量空气振动消降噪装置的消降噪方法，包括如下步骤，
第一，所述噪音采集分析器1的一组采集点2采集噪音信号；
第二，所述噪音采集分析器1运用数学逼近求残差的方式对各单一采集点在同一时段采集的噪音谱线进行分解，初值由标准图谱库中分解的参考值而定，并对各采集点的数据进行叠加、叠减从而形成一组新的组合数据，根据这些数据合成一条共性的噪音谱线，见图3；
第三，把该时间段的噪音谱线送入反相信号发生器去产生反相信号；
第四，所述反相信号发生器将该反相信号输至所述高压驱动电路的高压调制端；
第五，所述高压驱动电路4驱动所述离子产生电极对5形成调制后的离子电场；
第六，被调制的离子流形成离子风，并形成与噪音频率相同，作用力相等但矢量方向及相位与噪音相反的振动波，从而达到降噪的目的。
由于所述噪音采集分析器1的表面上均布有一组用于采集噪音信号的采集点2，因此可进行较大范围的消降噪；因其降噪驱动手段具有极其平坦的频率响应曲线，见图2，故其在不同频率下的失真极小；又由于其极好的线性特性，故对频率补偿电路提出的要求低，成本较低；又因该种驱动空气的方式其能量转换效率高于其他方法(如电磁转换法)，故此又是一种节能减排的好装置。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。
Claims (7)
1.一种多变量空气振动消降噪装置，其特征在于，由一对离子产生电极对(5)，一个高压驱动电路(4)，一个噪音采集分析器(1)，和一个反相信号发生器(3)组成，所述对离子产生电极对(5)的正电极由一根合金丝等距离绕在一个绝缘线框上形成，负电极由一组导电扁平极板组成，极板之间互相电气连接，正负电极之间被绝缘柱彼此分离开来，所述噪音采集分析器(1)的输出端连接于所述反相信号发生器(3)的信号输入端，所述反相信号发生器(3)的信号输出端连接于所述高压驱动电路(4)的高压调试端，所述高压驱动电路(4)耦接于所述离子产生电极对(5)，并用于驱动所述离子产生电极对(5)形成调制后的离子电场，从而使位于该离子电场内的空气分子形成离子风，并形成与噪音频率相同，作用力相等但矢量方向及相位与噪音相反的振动波。
2.根据权利要求1所述的多变量空气振动消降噪装置，其特征在于，所述离子产生电极对(5)的正电极由金属丝电镀绕在绝缘框上形成，或者由单一金属丝绕在绝缘框上形成。
3.根据权利要求1所述的多变量空气振动消降噪装置，其特征在于，所述离子产生电极对(5)的负电极由金属制成，或者由非金属的导电材料制成。
4.根据权利要求1所述的多变量空气振动消降噪装置，其特征在于，所述离子产生电极对(5)的负电极机械地连接在一导电片上，或者与一导电片焊接在一起。
5.根据权利要求4所述的多变量空气振动消降噪装置，其特征在于，所述导电片装有电子端头。
6.根据权利要求1所述的多变量空气振动消降噪装置，其特征在于，所述噪音采集分析器(1)的表面上均布有一组用于采集噪音信号的采集点(2)。
7.一种如权利要求1所述的多变量空气振动消降噪装置的消降噪方法，其特征在于，包括如下步骤，
第一，所述噪音采集分析器(1)的一组采集点(2)采集噪音信号；
第二，所述噪音采集分析器(1)运用数学逼近求残差的方式对各单一采集点在同一时段采集的噪音谱线进行分解，初值由标准图谱库中分解的参考值而定，并对各采集点的数据进行叠加、叠减从而形成一组新的组合数据，根据这些数据合成一条共性的噪音谱线；
第三，把该时间段的噪音谱线送入反相信号发生器去产生反相信号；
第四，所述反相信号发生器将该反相信号输至所述高压驱动电路的高压调试端；
第五，所述高压驱动电路(4)驱动所述离子产生电极对(5)形成调制后的离子电场；
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