CN102243869A - 用于空气处理单元中的有源声衰减的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了用于控制由空气处理系统产生的噪声的系统和方法。该系统包括从空气处理系统收集声音测量的源麦克风，以及定义至少部分地抵消声音测量的相消信号的处理器。系统还包括产生相消信号的扬声器。声音测量在相消区内至少部分地被抵消。因此，系统还包括在相消区收集响应声音测量的响应麦克风。处理器基于响应声音测量来调谐相消信号。

Description

用于空气处理单元中的有源声衰减的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2010年4月15日提交的标题为“METHODS ANDSYSTEMS FOR ACTIVE SOUND ATTENUATION IN AN AIR HANDLING UNIT”的临时申请序列号61/324,634的优先权，该申请的完整的主题由此通过引用被全部明确地并入。

技术领域

实施方式涉及空气处理单元，尤其是涉及用于空气处理单元中的有效声衰减的方法和系统。

背景技术

空气处理系统(也称为空气处理器)传统上用于给建筑物或房间(在下文中称为“结构”)调节空气。空气处理系统可包括各种部件，例如冷却旋管、加热旋管、过滤器、增湿器、风扇、声衰减器、控制器和运行来至少满足规定的空气容量的其它设备，该空气容量可代表结构的总空气处理要求的全部或仅仅一部分。空气处理系统可在工厂中被制造并被带到结构以被安装，或它可使用适当的设备在现场建造以满足规定的空气容量。空气处理系统的空气处理隔间包括风扇入口锥和排气室。包括入口锥、风扇、电动机、风扇框架和与风扇的功能相关的任何附件(例如，风门、控制器、沉降装置和相关的箱)的风扇单元位于空气处理隔间内。风扇包括具有至少一个桨叶的风扇叶轮。风扇叶轮具有从风扇叶轮的外周的一侧到风扇叶轮的外周的相对侧测量的风扇叶轮直径。空气处理隔间的尺寸例如高度、宽度和风道长度通过参考选定风扇类型的风扇制造商数据来确定。

在操作期间，每个风扇单元产生以一些频率的声音。特别是，较小的风扇单元一般发出以较高的可听得见的频率的声功率，而较大的风扇单元发出以较低的可听得见的频率的更大的声功率。在过去提出了例如使用阻挡或减少噪声传播的吸声瓦或声障来提供无源声衰减的设备。吸声瓦包括减弱反射的声波和风扇单元的反响的软表面。

然而，无源声衰减设备通常影响在相对于气流方向的某些方向上的噪声传播。

仍然存在对在空气处理系统中提供声衰减的改进的系统和方法的需要。

发明内容

在一个实施方式中，提供了用于控制由空气处理系统产生的噪声的方法。该方法包括从空气处理系统收集声音测量，其中声音测量由声参数限定。声参数的值基于所收集的声音测量来确定。声参数的偏移值被计算以定义相消信号，其至少部分地抵消当该项消信号产生时的声音测量。声参数可包括声音测量的频率和振幅。可选地，相消信号包括声参数的相反相位和匹配振幅。可选地，响应声音测量在相消区被收集，且相消信号基于响应声音测量来调谐。

在另一实施方式中，提供了用于控制由空气处理系统产生的噪声的系统。该系统包括从空气处理系统收集声音测量的源麦克风，以及定义至少部分地抵消声音测量的相消信号的处理器。系统还包括产生相消信号的扬声器。可选地，扬声器在与声音测量相反的方向上产生相消信号。可选地，声音测量在相消区内至少部分地被抵消，且系统还包括在相消区收集响应声音测量的响应麦克风。可选地，处理器基于响应声音测量来调谐相消信号。

在另一实施方式中，提供了空气处理系统的风扇单元。风扇单元包括从风扇单元收集声音测量的源麦克风。模块定义至少部分地抵消声音测量的相消信号。扬声器产生相消信号。

附图说明

图1是根据一个实施例的空气处理器的透视图。

图2是根据一个实施例的一组风扇阵列的透视图。

图3是根据一个实施例的风扇单元的示意图。

图4是根据一个实施例的用于动态反馈回路的方法的流程图。

图5是根据一个实施例的用于提供有源声衰减的方法的流程图。

图6是相应于图5的有源声衰减方法的图示曲线。

图7是根据一个实施例的风扇单元的示意图。

图8是根据一个实施例的入口锥的横截面视图。

图9是根据一个实施例的风扇单元的示意图。

图10是根据一个实施例的有源-无源声衰减器的示意图。

图11是示出根据一个实施例衰减的噪声频率的图表。

图12是根据一个实施例形成的入口锥的侧视图。

图13是根据一个实施例形成的风扇单元的侧视图。

图14是根据一个实施例形成的风扇单元的前透视图。

图15是根据一个实施例形成的并具有位于其中的麦克风的风扇单元的前透视图。

具体实施方式

当结合附图阅读时，将更好地理解某些实施方式的前述概述以及下面的详细描述。在附图示出各种实施方式的功能块的图示的程度上，功能块不一定表示硬件电路之间的分区。因此，例如，功能块的一个或多个(例如，处理器或存储器)可在单个硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘等)或多个硬件中实现。类似地，程序可为独立的程序，可被合并为操作系统中的子例程，可为在所安装的软件封装中的功能，等等。应理解，各种实施方式不限于附图中示出的布置和工具。

如本文使用的，以单数陈述并使用词“a”或“an”继续的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非这样的排除被明确地说明。此外，对“一个实施方式”的提及，并不是用来被解释为排除也合并所陈述的特征的另外的实施方式的存在。而且，除非相反地明确说明，“包括”或“含有”具有特定特性的一个元件或多个元件的实施方式可包括没有该特性的另外的这种元件。

图1示出根据本发明的实施方式的利用风扇阵列空气处理系统的空气处理系统200。系统200包括接收空气的入口202。加热空气的加热部分206被包括且后面是空气处理部分208。增湿器部分210位于空气处理部分208的下游。增湿器部分210增加湿气和/或从空气移除湿气。冷却旋管部分212和214位于增湿器部分210的下游以冷却空气。过滤器部分216位于冷却旋管部分214的下游以过滤空气。这些部分可被重新排列或移除。可包括添加部分。

空气处理部分208包括彼此由隔板壁225分离的进气室218和排气室220，隔板壁225形成框架224的部分。风扇入口锥222位于空气处理部分208的框架224的隔板225附近。风扇入口锥222可安装到隔板壁225。或者，框架224可在隔板壁225附近或与隔板壁225分离的悬挂位置中支撑风扇入口锥222。风扇226安装到单独的相应电动机228上的驱动轴。电动机在安装块上安装到框架224。每个风扇226和相应的电动机228形成可容纳在分离的室230中的单独的风扇单元232之一。室230被显示为彼此垂直地堆叠成一列。可选地，或多或少的室230可设置成在单个空气处理部分208中彼此相邻。

图2示出室230的列250和其中相应的风扇单元232的侧面透视图。框架224包括沿着每个室230的顶部、底部和侧面水平和垂直地延伸的边缘梁252。侧面板254设置在风扇单元232的至少一部分的相对侧上。顶面板和底面板256和258设置在风扇单元232的至少一部分之上和之下。顶面板和底面板256可设置在每个风扇单元232之上和之下。可选地，面板256可只设置在最上面的风扇单元232之上，和/或只在最下面的风扇单元之下。电动机安装在固定到边缘梁252的托架260上。风扇226是侧开式送气风扇，其沿着风扇的旋转轴向内抽吸空气并在箭头262的方向上绕着旋转轴排出空气。空气接着在箭头266的方向上从每个室230的排出端流出。

顶面板、底面板和侧面板256、258和254具有高度255、宽度257和长度253，其尺寸适合于形成具有预定的体积和长度的室230。图2B示出实质上相应于风扇226和电动机228的长度的长度253。可选地，每个室230的长度253可以比风扇226和电动机228的长度更长，使得顶面板、底面板和侧面板256、258和254可延伸出电动机228的下游端259。例如，面板254、256和258可延伸出电动机228的下游端259一段由托架253A表示的距离。

图3是单独的风扇单元232的示意图。风扇单元包括由电动机228驱动的风扇226。入口锥222在风扇226的上游被耦合，并包括中心轴261。风扇单元232包括上游区260和下游区262。电动机控制器264定位成邻近电动机228。可选地，电动机控制器264可定位成邻近顶面板、底面板和侧面板256、258和254之一，如图2所示，和/或远离风扇单元232。

在操作期间，电动机228旋转风扇226以穿过入口锥222将空气从进气室261抽到下游区262。应注意，关于气流，“上游”被定义为从风扇226移动到入口锥222，而“下游”被定义为从入口锥222移动到风扇226。电动机控制器264可调节风扇226的速度，以减少或增加穿过风扇单元232的气流的量。噪声可从风扇单元232传播到上游260和下游262。噪声可包括由风扇226或电动机228中的振动或摩擦产生的风扇噪声连同其它噪声。噪声还可包括在风扇单元232之外产生的环境噪声。风扇噪声和环境噪声都包括频率、波长、周期、振幅、强度、速度和方向的声参数。噪声以噪声矢量266传播。

风扇单元232包括减少有源相消区268内的风扇噪声的有源声衰减。有源相消区268在入口锥222的颈部269中。可选地，有源相消区268可在入口锥222的上游。在示例性实施方式中，有源相消区268位于上游区260中。可选地，有源相消区268可位于下游区262中。有源声衰减可使用破坏性干扰将声参数之一减小到近似于零。破坏性干扰通过声波形在原始声波形上的叠加来实现，以通过减少或消除原始波形的声参数之一来消除原始声波形。在示例性实施方式中，噪声矢量226的振幅被减小或实质上消除。可选地，可消除噪声矢量266的声参数的任何一个。

有源声衰减由源麦克风270、响应麦克风272、扬声器274和衰减模块276启动。源麦克风270位于入口锥222内。源麦克风270被配置成探测噪声矢量266。探测噪声矢量266的步骤包括获得具有声参数的声音测量。例如，可获得噪声矢量266的声压来确定声参数。源麦克风270可位于入口锥222和风扇226的接合点278处。可选地，源麦克风270可被定位成沿着入口锥222的任何部分或在入口锥222的上游。在示例性实施方式中，源麦克风270定位成与入口锥222的内表面280齐平，以减少在穿过入口锥222的气流中的扰动。可选地，源麦克风270可朝着在梁臂或托架上的中心轴263延伸。

在示例性实施方式中，源麦克风270包括被配置成逆着环境噪声偏置的一对麦克风。可选地，源麦克风可只包括一个麦克风。这对麦克风包括下游麦克风282和上游麦克风284。可选地，源麦克风270可包括被配置成逆着环境噪声偏置的多个麦克风。在一个实施方式中，上游麦克风284可位于离下游麦克风282大约50mm处。可选地，麦克风282和284可具有任何适当的间隔。此外，在示例性实施方式中，麦克风282位于与麦克风284大约相同的圆周位置上。可选地，麦克风282和284可位于入口锥222的不同圆周位置内。

麦克风282和284逆着环境噪声偏置，使得只有风扇噪声被衰减。环境噪声实质上同时由上游麦克风284和下游麦克风282探测。然而，在感测风扇噪声的下游麦克风282和感测风扇噪声的上游麦克风之间存在时间延迟。因此，风扇噪声可与环境噪声区分开，且环境噪声从噪声矢量266去除。

扬声器274位于入口锥222的上游。扬声器274由多孔泡沫或金属制造。例如，扬声器274可由透声泡沫制造。在一个实施方式中，扬声器274具有空气动力形状，其具有对风扇性能的有限影响。例如，扬声器274可为圆顶形的。在示例性实施方式中，扬声器274安装在三脚架或类似的支架286上。可选地，扬声器274可耦合到面板254、256和258之一或框架224。此外，扬声器274可位于风扇单元的上游并被配置成使整个风扇单元内的噪声衰减。扬声器274与入口锥222的中心轴261对齐。可选地，扬声器274可偏离中心轴261。扬声器274也可朝着中心轴261成一角度。扬声器274传输在下游的并与噪声矢量266相反的衰减矢量288。衰减矢量288是具有噪声矢量266的相反相位和匹配振幅的反向噪声矢量266。衰减矢量288破坏性地干扰噪声矢量266，以产生具有大约为零的振幅的衰减的噪声矢量290。可选地，衰减矢量288减小噪声矢量声参数的任何一个，使得衰减的噪声矢量290是听不见的。

响应麦克风272位于源麦克风270的上游和有源相消区268内。响应麦克风272定位成齐平地沿着入口锥222的入口表面280。可选地，响应麦克风272可朝着梁臂或托架上的中心轴261延伸。此外，响应麦克风272可位于进气室261中和/或风扇单元的上游。响应麦克风272被配置成探测衰减的噪声矢量266。探测衰减的噪声矢量290包括获得具有声参数的声音测量。例如，可获得衰减的噪声矢量290的声压以确定声参数。如下面更详细描述的，衰减的噪声矢量与噪声矢量266比较，以确定噪声矢量266是否被减小或消除。

典型地，噪声矢量266在风扇单元232的整个操作中是保持动态的。因此，衰减矢量288必须被更改以适应噪声矢量266中的变化。衰减模块276位于风扇单元232内，以更改衰减矢量288。可选地，衰减模块276可位于空气处理系统200内，或可远离其。衰减模块276可被内部地编程或被配置成操作存储在计算机可读介质上的软件。

图4是电耦合到源麦克风270和响应麦克风272的衰减模块276的方框图。衰减模块276包括放大器302和自动增益控制器304以更改由源麦克风270探测的噪声矢量266。同样，放大器306和自动增益控制器308更改由响应麦克风272探测到的衰减的噪声矢量290。编码译码器310对噪声矢量266和衰减的噪声矢量290数字地编码。数字信号处理器312获得每个矢量266和290的声参数。利用自适应信号处理算法314来比较矢量，以确定噪声矢量266是否被衰减。根据该比较，衰减模块276更改衰减矢量288，其由编码译码器310数字地解码，被传输到放大器316，由扬声器274传输。

图5示出用于噪声矢量266的有源衰减的方法400。图6是相应于有源衰减的图示曲线。在风扇单元232的操作期间，噪声矢量266从风扇单元232传播。在402，源麦克风270探测噪声矢量266。探测噪声矢量266可包括探测声压、强度和/或噪声矢量266的频率。噪声矢量被探测为波形404，如图6所示。

在406，从噪声矢量266除去环境噪声。噪声矢量266由下游麦克风282和上游麦克风284探测。下游麦克风282定位成沿着进入的气流路径比上游麦克风284更接近于风扇226。因此，下游麦克风282在声音测量由上游麦克风284获取之前的预定的时间段从风扇单元232获取相同的声音测量。下游和上游麦克风282和284在稍微不同的时间点感测一样的声音。在下游和上游麦克风182和284感测一样的声音时之间的该时间段由沿着气流路径的下游和上游麦克风282和284之间的间隔或距离确定。相应于该时间段的延迟可被引入来自下游麦克风282的信号中。在406，获得来自下游和上游麦克风282和284的信号之间的差异。通过调节该延迟，源麦克风270被调整为对来源于特定方向的声音敏感。

因此，在266，通过设置下游麦克风282和上游麦克风284之间的时间延迟来从噪声矢量过滤不是由风扇单元232产生的环境噪声。由上游麦克风284接收而不是首先由下游麦克风282接收的声压表示不是由风扇226产生的环境噪声。因此，方法400过滤出由源麦克风270获取的非风扇单元噪声。可选地，如果噪声矢量266不在可听得见的范围内，衰减模块276可忽略信号。一旦来自麦克风282和284的信号合并(例如，彼此相减)，就产生过滤的风扇单元噪声信号。

在410，分析过滤的风扇单元噪声以获得声音测量的声参数的值。声参数411可使用算法来计算，使用查找表来确定，和/或可被预先确定并存储在衰减模块276中。所关注的声参数可包括过滤的风扇单元噪声的频率、波长、周期、振幅、强度、速度和/或方向。在412，产生衰减信号414。衰减信号414可通过反转过滤的风扇单元噪声408的波形来产生。如图6所示，衰减信号414具有相等的振幅和与过滤的风扇单元噪声波形408异相180度的波形。

在416，衰减信号414被传输到扬声器274以产生衰减矢量288。衰减矢量288在与噪声矢量266相反的方向上被传输到下游。衰减矢量288具有相对于噪声矢量266的匹配振幅和相反相位。因此，在417，衰减矢量288通过将噪声矢量266的振幅减小到大约为零来破坏性地干扰噪声矢量266，如在图6的418所示的。应注意，振幅可被减小到听不见的任何范围。可选地，衰减矢量288可减小或消除噪声矢量266的任何其它声参数。此外，在示例性实施方式中，衰减矢量288被定时，使得噪声矢量266在有源相消区268内被衰减，从而也消除在有源相消区268的上游的噪声矢量266。

在420，响应麦克风272监控噪声矢量266的衰减。在示例性实施方式中，响应麦克风272实时地监控衰减。如本文使用的，实时指当衰减矢量288从扬声器274传输时积极地监控衰减。

在422，响应麦克风272探测衰减的噪声矢量290。在424，衰减的噪声矢量290与噪声矢量266比较，以提供调节并调谐衰减矢量288的动态反馈回路。

图7示出根据一个实施方式的风扇单元500。风扇单元500包括入口锥502、风扇组件504和电动机506。入口锥502位于风扇组件504的上游。入口锥502包括正好位于风扇组件504的上游的颈部508。应注意，关于“气流”，“上游”被定义为从风扇504移动到入口锥502，而“下游”被定义为从入口锥502移动到风扇504。源麦克风510位于入口锥502的颈部508内。源麦克风510可包括一对麦克风。可选地，源麦克风510可只包括一个麦克风。一对扬声器512位于源麦克风510的上游。可选地，可能有额外的扬声器。扬声器512位于入口锥502内。扬声器512空气动力地被配置成限制对风扇性能的影响。在一个实施方式中，扬声器512位于同一横截面内。可选地，扬声器512可彼此偏离。响应麦克风514位于扬声器512的上游。响应麦克风514位于入口锥502内。可选地，响应麦克风514可位于风扇单元500的上游。

由风扇504产生的噪声传播到上游。噪声由源麦克风510探测。响应于所探测的噪声，扬声器512传输被配置成破坏性地干扰噪声的衰减声场。破坏性干扰的结果由响应麦克风514探测以向扬声器512提供反馈回路。

图8示出根据一个实施方式的入口锥550的横截面。入口锥550包括源麦克风552和扬声器554。源麦克风552和扬声器554每个定位成彼此相隔90度。可选地，源麦克风552和扬声器554可定位成沿着入口锥圆周的任何部分。此外，入口锥550可包括一对源麦克风552和/或任何数量的扬声器554。在示例性实施方式中，源麦克风552和扬声器554每个位于入口锥550的同一横截面内。可选地，源麦克风552和扬声器554可彼此偏离。

噪声穿过入口锥550传播。噪声由源麦克风552探测。扬声器接着产生衰减声场以破坏性地干扰噪声。

图9示出根据一个实施方式的风扇单元600。风扇单元600包括入口锥602、风扇组件604和电动机606。入口锥602位于风扇组件604的上游。进气室608位于入口锥602的上游。应注意，关于“气流”，“上游”被定义为从风扇604移动到入口锥602，而“下游”被定义为从入口锥602移动到风扇604。源麦克风610位于入口锥602内。源麦克风610可包括一对麦克风。可选地，源麦克风610可只包括一个麦克风。一对扬声器612位于进气室608内。可选地，风扇单元600可包括任何数量的扬声器612。扬声器612空气动力地被配置成限制对风扇性能的影响。扬声器612耦合到穿过进气室608并越过入口锥602的开口延伸的支杆614。支杆614与扬声器612相对于彼此成一角度。可选地，支杆可成弧形并被配置成保持任何数量的扬声器612。

由风扇604产生的噪声传播到上游。噪声由源麦克风610探测。响应于所探测的噪声，扬声器612传输被配置成破坏性地干扰噪声的衰减声场。

图10示出根据一个实施方式的有源-无源声衰减系统650。系统650位于进气室652内，进气室652具有通过其的气流654。室652包括一对壁656。壁656被平行地布置。可选地，壁656可相对于彼此成一角度，以提供会聚和/或发散的室宽度。挡板658位于室652内。空气通道660、662在挡板658和壁656之间延伸。在示例性实施方式中，空气通道660、662具有相等的宽度664。可选地，挡板658可定位成使得通道660和662的宽度664不同。挡板658也定位成与壁656平行。可选地，挡板658可相对于壁656成一角度。此外，挡板658可被弄圆和/或具有任何非线性形状。挡板658包括声衰减材料。声衰减材料具有被配置成吸声的多孔介质。例如，声衰减材料可包括玻璃纤维芯。

源麦克风668位于每个壁656内。可选地，源麦克风668可只位于一个壁656内。可选地，源麦克风668可位于挡板658内。源麦克风668可位于挡板658的上游，或可选地，挡板658的下游。扬声器670位于壁656内。可选地，只有一个扬声器670可位于壁内。扬声器670也可位于挡板658内。扬声器670位于源麦克风668的下游。在一个实施方式中，扬声器670可位于挡板658的下游，并被配置成在气流654的反方向上引导衰减噪声。

在室652内产生的噪声与气流654一起在上游传播。挡板658提供无源声衰减。此外，源麦克风668探测噪声以提供有源声衰减。扬声器670传输声衰减噪声，其破坏性地干扰穿过室652传播的噪声。

图11是示出根据一个实施方式衰减的噪声频率的图表700。图表700包括在y轴702上的声压(Lp)和在x轴704上的频率。绘制出七个倍频带706。每个倍频带706包括峰值频率。所示的峰值频率是31Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz和2000Hz。由风扇阵列产生的主要噪声分量通常具有与这些峰值频率一样的频率。因此，本文所述的实施方式通常被配置成使在倍频带706的峰值频率处传播的噪声衰减。例如，噪声的主要频率分量可包括风扇的叶片通过频率。叶片通过频率使用下式确定：

BPF＝(RPM*叶片的#)/60

其中BPF是叶片通过频率，RPM是风扇的每分钟转数，而叶片的#是风扇叶片的数量。一般，风扇通过频率大约是250Hz。这个频率在大约70-90dB处传播。因此，本发明的目的是使在250Hz的范围内的噪声衰减。虽然关于具有峰值频率的衰减噪声描述了实施方式，应注意，本文所述的实施方式同样能够使任何频率衰减。

图12是根据一个实施方式形成的入口锥800的侧视图。入口锥800包括入口802和出口804。在示例性实施方式中，入口802和出口804具有抛物线型状。入口802具有大于出口804的宽度808的宽度806。出口804被配置成邻近风扇单元的风扇叶轮被定位。在一个实施方式中，出口耦合到风扇叶轮。中间部分810在入口802和出口804之间延伸。在所示实施方式中，中间部分810在形状上是圆柱形。在可选的实施方式中，中间部分810可具有任何适当的形状。

中间部分810包括穿过其形成的多个孔812。孔812在中间部分周围形成为阵列。孔812被配置成将扬声器814(图13所示)保持在其中。中间部分810可包括用于保持任何适当数量的扬声器814的任何适当数量的孔812。孔812可在中间部分810周围统一地间隔开。在一个实施方式中，入口锥800可包括在入口802和/或出口804中的孔812。

图13是根据一个实施方式形成的风扇单元820的侧视图。图14是风扇单元820的前透视图。风扇单元820包括入口锥800。入口锥800连接到风扇单元820的风扇叶轮822。扬声器814位于入口锥800的孔812(如12所示)内。扬声器814在入口锥800的圆周周围布置成阵列。扬声器814在入口锥800的中间部分810的圆周周围布置成阵列。

图15是风扇单元820的前透视图，风扇单元820具有位于其中的麦克风826。风扇叶轮822包括具有风扇叶片828的轮轴824，风扇叶片828从其延伸。在示例性实施方式中，麦克风组件832与风扇叶轮822的轮轴824一起被定位。麦克风826位于麦克风组件832内。所示实施方式包括在麦克风组件832内以阵列定位的四个麦克风826。在可选实施方式中，风扇单元820可包括以任何方式布置的任何数量的麦克风826。例如，风扇单元820可包括中心在轮轴824中的单个麦克风826。

麦克风组件832包括位于麦克风826上方的盖830。盖830可插入风扇叶轮822的轮轴824中。在可选实施方式中，盖830可邻接风扇叶轮822的轮轴824。盖830可由多孔材料形成以允许声波穿过它。在一些实施方式中，盖830可由泡沫或类似物形成。盖830限制到麦克风826的气流，同时允许声波传播到麦克风826。麦克风826被配置成从风扇单元820收集声音测量。响应于声音测量，扬声器814的阵列产生相消信号。

在所示实施方式中，麦克风832由梁臂834支撑。梁臂834将麦克风组件832保持在风扇叶轮822的轮轴824内。梁臂834使风扇叶轮822能够旋转，同时干扰麦克风组件832的位置。梁臂834连接到支撑梁836，其保持梁臂834和麦克风组件832的位置。

关于空气处理系统描述了本文所述的实施方式。应注意，所述实施方式可在空气处理单元内和/或在空气处理系统的进气室或排气室中使用。也可在空气处理单元内的风扇阵列的上游和/或下游使用实施方式。可选地，所述实施方式可在干净的房间环境中使用。实施方式可位于干净房间的排气室和/或返回槽中。可选地，可在住宅HVAC系统中使用实施方式。可在HAVC系统的管道中使用实施方式。可选地，实施方式可与精确空气控制系统、DX和冷冻水空气处理器、数据中心冷却系统、处理冷却系统、增湿系统和工厂制造的单元控制器一起使用。可选地，实施方式可与商用和/或住宅通风产品一起使用。可在通风产品的罩和/或入口中使用实施方式。可选地，实施方式可位于在管道中和/或排放口处的入口的下游。

本文所述的各种实施方式实现风扇单元所产生的噪声的积极监控。通过积极地监控噪声，衰减信号被动态地产生以抵消噪声。衰减信号通过反转在风扇单元内获取的噪声信号来产生。因此，通过匹配噪声信号的振幅来最大化衰减。此外，衰减信号被配置成破坏性地干扰在风扇单元锥内部限定的范围的噪声。作为结果，由风扇产生的噪声在从风扇单元出来之前被衰减。响应麦克风实现衰减的连续反馈，从而促进系统的动态变化。

各种实施方式和/或部件例如模块或其中的部件和控制器也可被实现为一个或多个计算机或处理器的部分。计算机或处理器可包括计算设备、输入设备、显示单元和接口，例如，用于访问互联网。计算机或处理器可包括微处理器。微处理器可连接到通信总线。计算机或处理器还可包括存储器。存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机或处理器还可包括存储设备，其可以是硬盘驱动器或可移除的存储驱动器，例如软盘驱动器、光盘驱动器等。存储设备还可是用于将计算机程序或其它指令装入计算机或处理器的其它类似的装置。

如本文使用的，术语“计算机”或“模块”可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器的系统、精简指令集计算机(RISC)、ASIC、逻辑电路和能够执行本文所述的功能的任何其它电路或处理器。上面的例子仅仅是示例性的，因此不是用来以任何方式限制术语“计算机”的定义和/或意义。

计算机或处理器执行存储在一个或多个存储元件中的一组指令，以便处理输入数据。存储元件还可按期望或需要存储数据或其它信息。存储元件可以是在处理机器内的信息源或物理存储元件的形式。

指令集可包括指示计算机或处理器作为处理机器来执行特定的操作例如本发明的各种实施方式的方法和过程的各种命令。指令集可以是软件程序的形式。软件可以是各种形式，例如系统软件或应用软件。此外，软件可以是单独的程序或模块的集合、较大的程序内的程序模块、或程序模块的一部分的形式。软件还可以包括以面向对象的编程的形式的模块化编程。输入数据通过处理机器的处理可响应于操作员命令，或响应于以前处理的结果，或响应于由另一处理机器做出的请求。

如本文使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，并包括由计算机存储在存储器中用于执行的任何计算机程序，包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。关于可用于计算机程序的存储的存储器的类型，上面的存储器类型仅仅是示例性的，因此不是限制性的。

应理解，上面的描述被规定为例证性的，而不是限制性的。例如，上述实施方式(和/或其方面)可彼此结合地使用。此外，可进行很多更改以使特定的情况或材料适合于本发明的各种实施方式的教导，而不偏离其范围。虽然本文描述的材料的尺寸和类型用来定义本发明的各种实施方式的参数，实施方式绝不是限制性的，而是示例性的实施方式。当回顾上面的描述时，很多其它实施方式对本领域技术人员将是明显的。本发明的各种实施方式的范围因此应参考所附权利要求以及这样的权利要求被授权的等效形式的完整范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的易懂的英语的等效形式。而且，在下面的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不是用来对其目的强加数字要求。此外，下面的权利要求的限制并不以手段加功能的格式书写，且没有被规定为根据35U.S.C.§112第六段来解释，除非且直到这样的权利要求限制明确地使用短语“用于...的手段”，其后面是功能的陈述而没有另外的结构。

该书面描述使用例子来公开本发明的各种实施方式，包括最佳模式，并且也使本领域的任何技术人员能够实践本发明的各种实施方式，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。本发明的各种实施方式的可取得专利的范围由权利要求限定，并可包括本领域技术人员想到的其它实例。这样的其它实例被规定为在权利要求的范围内，如果实例具有并不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果实例包括与权利要求的字面语言相当不同的等效结构元件。

Claims (47)

1.一种用于控制空气处理系统所产生的噪声的方法，包括：

从所述空气处理系统收集声音测量，所述声音测量由声参数定义；

基于所收集的所述声音测量来确定所述声参数的值；

计算所述声参数的偏移值，所述偏移值定义至少部分地抵消所述声音测量的相消信号；以及

基于所述偏移值来产生所述相消信号。

2.如权利要求1所述的方法，还包括使用位于风扇叶轮的轮轴中的麦克风来收集声音测量。

3.如权利要求1所述的方法，还包括收集在风扇叶轮内产生的声音测量。

4.如权利要求1所述的方法，还包括使用位于入口锥的圆周周围的一批扬声器产生所述相消信号。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述声参数包括所述声音测量的频率和振幅，以及所述计算步骤还包括计算所述声参数的相反相位和匹配振幅。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

在相消区收集响应声音测量；以及

基于所述响应声参数来调谐所述相消信号。

7.如权利要求1所述的方法，其中相消信号还包括在与所述空气处理系统的所述声音测量相反的方向上产生相消信号。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述相消信号破坏性地干扰所述空气处理系统的所述声音测量。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述空气处理系统的噪声包括所述空气处理系统的叶片通过频率。

10.如权利要求1所述的方法，其中收集声音测量还包括从所述声音测量过滤周围噪声。

11.如权利要求1所述的方法，其中产生相消信号还包括从多个扬声器产生相消信号。 

12.如权利要求1所述的方法，其中收集声音测量还包括在所述空气处理系统的入口锥中收集声音测量。

13.一种用于控制空气处理系统所产生的噪声的系统，包括：

从所述空气处理系统收集声音测量的源麦克风；

定义至少部分地抵消所述声音测量的相消信号的模块；以及

产生所述相消信号的扬声器。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述源麦克风位于风扇叶轮的轮轴中。

15.如权利要求13所述的系统，其中所述源麦克风被支撑在延伸到风扇叶轮的轮轴中的梁臂上。

16.如权利要求13所述的系统，还包括位于所述源麦克风之上以限制到所述源麦克风的气流的盖。

17.如权利要求16所述的系统，其中声波穿过所述盖。

18.如权利要求13所述的系统，其中所述源麦克风从风扇叶轮收集声音测量。

19.如权利要求13所述的系统，还包括一批扬声器。

20.如权利要求13所述的系统，还包括位于风扇单元的入口锥内的一批扬声器。

21.如权利要求13所述的系统，还包括位于风扇单元的入口锥的圆周周围的一批扬声器。

22.如权利要求13所述的系统，其中所述扬声器在与所述声音测量相反的方向上产生所述相消信号。

23.如权利要求13所述的系统，其中所述声音测量在相消区内至少部分地被抵消，所述系统还包括在所述相消区收集响应声音测量的响应麦克风。

24.如权利要求23所述的系统，其中所述模块基于所述响应声音测量来调谐所述相消信号。

25.如权利要求23所述的系统，其中所述响应麦克风包括过滤周围噪声的一对麦克风。

26.如权利要求13所述的系统，其中所述扬声器位于所述空气处理器 的进气室中。

27.如权利要求13所述的系统，其中所述扬声器位于所述空气处理系统的入口锥内。

28.如权利要求13所述的系统，其中所述源麦克风位于所述空气处理系统的入口锥内。

29.如权利要求13所述的系统，其中所述扬声器包括减小所述扬声器对所述空气处理系统性能的影响的空气动力表面。

30.如权利要求13所述的系统，还包括无源地抵消所述声音测量的声音衰减设备。

31.如权利要求13所述的系统，还包括多个扬声器。

32.一种用于空气处理系统的风扇单元，包括：

从所述空气处理系统收集声音测量的源麦克风；

定义至少部分地抵消所述声音测量的相消信号的模块；以及

产生所述相消信号的扬声器。

33.如权利要求32所述的风扇单元，还包括风扇叶轮，所述源麦克风位于所述风扇叶轮的轮轴中。

34.如权利要求32所述的风扇单元，还包括风扇叶轮，所述麦克风被支撑在延伸到所述风扇叶轮的轮轴中的梁臂上。

35.如权利要求32所述的风扇单元，还包括位于所述源麦克风之上以限制到所述源麦克风的气流的盖。

36.如权利要求32所述的风扇单元，还包括一批扬声器。

37.如权利要求32所述的风扇单元，还包括入口锥和位于所述入口锥内的一批扬声器。

38.如权利要求32所述的风扇单元，还包括入口锥和位于所述入口锥的圆周周围的一批扬声器。

39.如权利要求32所述的风扇单元，其中所述扬声器在与所述声音测量相反的方向上产生所述相消信号。

40.如权利要求32所述的风扇单元，其中所述声音测量在相消区内至少部分地被抵消，所述系统还包括在所述相消区收集响应声音测量的响应麦克风。 

41.如权利要求40所述的风扇单元，其中所述模块基于所述响应声音测量来调谐所述相消信号。

42.如权利要求40所述的风扇单元，其中所述响应麦克风包括过滤周围噪声的一对麦克风。

43.如权利要求32所述的风扇单元，其中所述扬声器位于所述风扇单元的进气室中。

44.如权利要求32所述的风扇单元，其中所述源麦克风位于所述风扇单元的入口锥内。

45.如权利要求32所述的风扇单元，其中所述扬声器包括减小所述扬声器对所述风扇单元的影响的空气动力表面。

46.如权利要求32所述的风扇单元，还包括无源地抵消所述声音测量的声音衰减设备。

47.如权利要求32所述的风扇单元，还包括多个扬声器。 

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