CN106910492A - 一种电梯轿厢的噪声主动控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯轿厢的噪声主动控制方法和装置。所述噪声主动控制方法包括：获取至少一个噪声源；根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源；播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源。本发明针对电梯轿厢中的噪声源，采用主动降噪技术，将噪声信号分频段后，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，通过播放抵消声源来抵消噪声源。本发明充分考虑到复杂的电梯环境，适用于噪声频率变化较大的场景，并且对电梯轿厢的改动较小，适用于旧电梯改造，实施工艺简单，对于新设计的电梯，不会增加电梯的设计难度。

Description

一种电梯轿厢的噪声主动控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电梯降噪技术，尤其涉及一种电梯轿厢的噪声主动控制方法和装置。

背景技术

降噪的方法可大致分为主动降噪和被动降噪两种。被动降噪方式以物理材料来进行吸音降噪，现今的高速电梯都是采用的被动降噪技术；主动降噪通过产生与噪音振幅相等的反相声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果。

当电梯运行时，电梯轿厢与井道内气流、机械部件磨擦产生噪声，电梯速度越快，噪声越大，所以高速电梯都会对轿厢做一些降噪措施，如加装吸音棉、阻尼材料等，属于被动降噪技术，但是这些材料只对高频噪声起作用。经测试，电梯运行环境中，频率在100-400Hz范围内的噪声能量最大，目前对这个频段噪声的降噪措施是在轿厢外围加装整流罩，该方案的缺点是工艺复杂、体积大，并且增加了电梯的设计难度。

而电梯在启动、加速、停止的过程中噪声频率的变化较大且较快，现有技术中的主动降噪技术可以处理多数有规律性的环境噪音，但是无法处理电梯中复杂的噪声。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电梯轿厢的噪声主动控制方法和装置，能够计算出与噪声源相位相反且幅值相等的抵消声源，与噪声源进行综合抵消，达到主动降噪的效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种电梯轿厢的噪声主动控制方法，包括：

获取至少一个噪声源；

根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源；

播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源。

其中，所述获取至少一个噪声源，包括：

获取至少两个噪声源；

将所有噪声源整合为混合噪声源。

进一步的，获取至少一个噪声源之后，还包括：

分别滤除各个噪声源中频率在预设阈值以上的噪声信号。

其中，根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，包括：

根据所述噪声源的频率分布，将所述噪声源分成至少两个频段的噪声信号；

分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

其中，分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，包括：

获取各个所述噪声信号的相位参数和幅值参数；

结合时延参数分别计算出与每个所述噪声信号相对应的相位相反且幅值相等的抵消声源。

另一方面，本发明提供一种电梯轿厢的噪声主动控制装置，包括：拾音器、模数转换器、控制器、数模转换器、功率放大器和扬声器；

至少一个所述拾音器设置在电梯轿厢的内壁，用于获取至少一个噪声源；

所述模数转换器用于接收所述拾音器的输入并输出到所述控制器，将所述噪声源由模拟信号转换为数字信号；

所述控制器用于根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源；

所述数模转换器用于接收控制器的输入并输出到所述扬声器，将所述抵消声源由数字信号转换为模拟信号；

至少一个功率放大器，设置在数模转换器和扬声器之间，用于将数模转换器输出的模拟信号的抵消声源进行功率放大，以驱动扬声器；

至少一个所述扬声器设置在电梯轿厢的内壁，用于播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源。

进一步的，所述噪声主动控制装置还包括：低通滤波器；

每个所述拾音器与所述模数转换器之间设置一个所述低通滤波器，用于在所述拾音器获取噪声源之后，滤除噪声源中频率在预设阈值以上的噪声信号。

进一步的，所述噪声主动控制装置还包括：混音器；

所述混音器设置在所述低通滤波器与所述模数转换器之间，用于若所述噪声主动控制装置包括至少两个所述拾音器时，则将经过低通滤波的至少两个噪声源整合为混合噪声源。

其中，所述控制器包括带通滤波单元和处理单元；

所述带通滤波单元用于根据所述噪声源的频率分布，将所述噪声源分成至少两个频段的噪声信号；

所述处理单元用于分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

其中，所述处理单元具体用于：

获取各个所述噪声信号的相位参数和幅值参数；

结合时延参数分别计算出与每个所述噪声信号相对应的相位相反且幅值相等的抵消声源。

本发明的有益效果为：

本发明针对电梯轿厢中的噪声源，采用主动降噪技术，将噪声信号分频段后，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，通过播放抵消声源来抵消噪声源。本发明充分考虑到复杂的电梯环境，适用于噪声频率变化较大的场景，并且对电梯轿厢的改动较小，适用于旧电梯改造，实施工艺简单，不会增加新装电梯的设计难度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的电梯轿厢的噪声主动控制方法的流程图。

图2是本发明实施例二提供的电梯轿厢的噪声主动控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

本实施例提供一种电梯轿厢的噪声主动控制方法，适用于电梯轿厢中低频噪声的降噪。所述噪声主动控制方法由一种电梯轿厢的噪声主动控制装置来执行，该装置通过软件和/或硬件实现，一般集成于电梯轿厢和电梯控制系统。

图1是本发明实施例一提供的电梯轿厢的噪声主动控制方法的流程图。如图1所示，所述噪声主动控制方法包括如下步骤：

S11，获取至少一个噪声源。

获取至少一个噪声源之后，分别滤除各个噪声源中频率在预设阈值以上的噪声信号。低频噪音的频率在200赫兹以下，中频噪音的频率在500Hz～2kHz，而高频则是2kHz～16kHz。根据电梯环境中噪声的能量分布，本实施例主要针对中低频噪声进行降噪，主要是针对频率在500Hz以下的噪声。

其中，若获取至少两个噪声源，则将所有噪声源整合为混合噪声源。

S12，根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

实际应用中，一般会获取多个噪声源整合为混合噪声源，混合噪声源在同一时刻会由多个不同频率的信号组成，即便是只获取一个噪声源，电梯运行中该噪声源的频率分布也会出现较大的变化，如果只针对噪声源进行简单的相位取反，则无法对部分的谐波起到降噪效果，降低降噪的质量。因此，步骤S12具体包括：

根据所述噪声源的频率分布，将所述噪声源分成至少两个频段的噪声信号。通过带通滤波器算法对噪声源信号进行细分，分成n个带通滤波器通道，通道越多，降噪效果越佳。但是通道越多，程序算法越复杂，对控制器要求越高，而且由于低频噪声的声波连续性较好，声波频率不会突变，所以把每个带通滤波器通道的带宽设定为20～30Hz为最优，转折频率处幅值衰减为0～-10dB，优选为-6dB。根据具体需要处理的噪声信号的频率分布和控制器的性能，选择适合的通道数量。

通过带通滤波器将500Hz以下的低频噪声信号分成若干个频段的噪声信号，分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

具体计算方式可以为：获取各个所述噪声信号的相位参数和幅值参数；结合时延参数分别计算出与每个所述噪声信号相对应的相位相反且幅值相等的抵消声源。

S13，播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源。

对所述抵消声源进行功率放大后播放，抵消声源与噪声源在空气中相遇后相互抵消，达到降噪的效果。

本实施例针对电梯轿厢中的噪声源，采用主动降噪技术，将噪声信号分频段后，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，通过播放抵消声源来抵消噪声源。本实施例能够充分考虑到复杂的电梯环境，适用于噪声频率变化较大的场景，并且对电梯轿厢的改动较小，适用于旧电梯改造，实施工艺简单，不会增加电梯的设计难度。

实施例二

本实施例提供一种电梯轿厢的噪声主动控制装置，用于执行上述实施例所述的方法，解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

图2是本发明实施例二提供的电梯轿厢的噪声主动控制装置的结构示意图。如图2所示，该噪声主动控制装置包括：拾音器21、模数转换器24、控制器25、数模转换器26、功率放大器28和扬声器27。

至少一个所述拾音器21设置在电梯轿厢的内壁，用于获取至少一个噪声源。

所述模数转换器24用于接收所述拾音器21的输入并输出到所述控制器25，将所述噪声源由模拟信号转换为数字信号。

所述控制器25用于根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

所述数模转换器26用于接收控制器25的输入并输出到所述扬声器27，将所述抵消声源由数字信号转换为模拟信号。

至少一个功率放大器28，设置在数模转换器26和扬声器27之间，用于将数模转换器26输出的模拟信号的抵消声源进行功率放大，以驱动扬声器27。

至少一个所述扬声器27设置在电梯轿厢的内壁，用于播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源，控制器25将噪声源分为若干个频段，扬声器27的数量由频段的数量决定。

在其他实施例中，作为优选的实施方式，所述噪声主动控制装置还包括：低通滤波器22和混音器23。

每个所述拾音器21与所述模数转换器24之间设置一个所述低通滤波器22，用于在所述拾音器21获取噪声源之后，滤除噪声源中频率在预设阈值以上的噪声信号。

所述混音器23设置在所述低通滤波器22与所述模数转换器24之间，用于若所述噪声主动控制装置包括至少两个所述拾音器21时，则将经过低通滤波的至少两个噪声源整合为混合噪声源。

其中，所述控制器25包括带通滤波单元和处理单元。

所述带通滤波单元用于根据所述噪声源的频率分布，将所述噪声源分成至少两个频段的噪声信号，频段越多，降噪的效果越好，具体频段的数量由控制器的性能来决定。

所述处理单元用于分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

其中，所述处理单元具体用于：

获取各个所述噪声信号的相位参数和幅值参数；结合时延参数分别计算出与每个所述噪声信号相对应的相位相反且幅值相等的抵消声源。

本实施例提供的噪声主动控制装置能够充分考虑到复杂的电梯环境，适用于噪声频率变化较大的场景，并且对电梯轿厢的改动较小，适用于旧电梯改造，实施工艺简单，不会增加电梯的设计难度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢的噪声主动控制方法，其特征在于：

获取至少一个噪声源；

根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源；

播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源。

2.根据权利要求1所述的噪声主动控制方法，其特征在于，所述获取至少一个噪声源，包括：

获取至少两个噪声源；

将所有噪声源整合为混合噪声源。

3.根据权利要求1或2所述的噪声主动控制方法，其特征在于，获取至少一个噪声源之后，还包括：

分别滤除各个噪声源中频率在预设阈值以上的噪声信号。

4.根据权利要求3所述的噪声主动控制方法，其特征在于，根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，包括：

根据所述噪声源的频率分布，将所述噪声源分成至少两个频段的噪声信号；

分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

5.根据权利要求4所述的噪声主动控制方法，其特征在于，分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源，包括：

获取各个所述噪声信号的相位参数和幅值参数；

结合时延参数分别计算出与每个所述噪声信号相对应的相位相反且幅值相等的抵消声源。

6.一种电梯轿厢的噪声主动控制装置，其特征在于，包括：拾音器、模数转换器、控制器、数模转换器、功率放大器和扬声器；

至少一个所述拾音器设置在电梯轿厢的内壁，用于获取至少一个噪声源；

所述模数转换器用于接收所述拾音器的输入并输出到所述控制器，将所述噪声源由模拟信号转换为数字信号；

所述控制器用于根据所述噪声源的不同频段的噪声信号，分别计算出与所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源；

所述数模转换器用于接收控制器的输入并输出到所述扬声器，将所述抵消声源由数字信号转换为模拟信号；

至少一个功率放大器，设置在数模转换器和扬声器之间，用于将数模转换器输出的模拟信号的抵消声源进行功率放大，以驱动扬声器；

至少一个所述扬声器设置在电梯轿厢的内壁，用于播放所述抵消声源用于抵消所述噪声源。

7.根据权利要求6所述的噪声主动控制装置，其特征在于，还包括：低通滤波器；

每个所述拾音器与所述模数转换器之间设置一个所述低通滤波器，用于在所述拾音器获取噪声源之后，滤除噪声源中频率在预设阈值以上的噪声信号。

8.根据权利要求7所述的噪声主动控制装置，其特征在于，还包括：混音器；

所述混音器设置在所述低通滤波器与所述模数转换器之间，用于若所述噪声主动控制装置包括至少两个所述拾音器时，则将经过低通滤波的至少两个噪声源整合为混合噪声源。

9.根据权利要求8所述的噪声主动控制装置，其特征在于：所述控制器包括带通滤波单元和处理单元；

所述带通滤波单元用于根据所述噪声源的频率分布，将所述噪声源分成至少两个频段的噪声信号；

所述处理单元用于分别计算出与各个所述噪声信号相位相反且幅值相等的抵消声源。

10.根据权利要求9所述的噪声主动控制装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：

获取各个所述噪声信号的相位参数和幅值参数；

结合时延参数分别计算出与每个所述噪声信号相对应的相位相反且幅值相等的抵消声源。