CN109697971B - 一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于等离子体的汽车降噪方法及系统，包括测速电路、分析控制单元、等离子体发生器和噪声检测仪；测速电路连接分析控制单元，分析控制单元分别连接等离子体发生器和噪声检测仪，测速电路、分析控制单元和噪声检测仪均设置于车的内部，等离子体发生器和噪声检测仪均分别设置于车的头部和尾部，解决了汽车噪声过大的问题。

Description

一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车降噪领域，特别是一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法。

背景技术

随着汽车工业的高速发展，汽车的生产商和消费者对乘坐舒适性的要求越来越高,汽车噪声的主要来源为发动机噪声、传动系噪声、轮胎路面噪声以及气动噪声。有关研究指出，当车速超过100km/h时，气动噪声成为汽车噪声的主要贡献源，是影响乘坐舒适性的重要因素。汽车气动噪声可分为车外气动噪声和车内气动噪声。高速行驶的汽车与气流相互作用，在车身表面形成一个边界层，车身外装附件以及狭缝的存在使边界层产生强大的分离流、再附着湍流涡系的脱落及破碎在车身表面引起强烈的脉动压力，这些脉动压力是车外气动噪声的源，而车内气动噪声主要是车外脉动压力传递到车内引起的，所以车身表面脉动压力是车内外气动噪声的产生源。而在现有降噪技术中，汽车的气动噪声控制主要通过产生一个反声信号与现有噪声相消干涉、改善车厢密封性以及优化车身外形设计等。上述技术均能减少车厢内的噪音，但其降噪的程度有限，均未能从根源上降噪，特别是在汽车高速行驶时，车厢内的噪音仍然很强烈。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法，解决了汽车噪声过大的问题。

本发明采用的技术方案是，一种基于等离子体的汽车降噪系统，包括测速电路、分析控制单元、等离子体发生器和噪声检测仪；测速电路连接分析控制单元，分析控制单元分别连接等离子体发生器和噪声检测仪；测速电路、分析控制单元和噪声检测仪均设置于车的内部，等离子体发生器和噪声检测仪均分别设置于车的头部和尾部。

优选地，等离子体发生器电源的型号为CTP-2000K，等离子体发生器包括电源和激励电极，激励电极包括暴露电极和封装电极，暴露电极设置于车的外表面，封装电极设置于车的内表面。

优选地，测速电路包括芯片74HC14、光耦、电源、发光二极管、电阻和电容；芯片74HC14的IN2引脚、IN3引脚、IN4引脚、IN5引脚、IN6引脚连接电源，芯片74HC14的OUT1引脚分别连接接线口P2的第3引脚和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接发光二极管D1的负极，发光二极管D1的正极连接电源，接线口P2的第2引脚连接地，接线口P2的第1引脚连接电源，芯片74HC14的IN1引脚分别连接光耦U2的第4引脚和电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端连接电源，光耦U2的第3引脚连接地，光耦U2的第1引脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电源，光耦U2的第2引脚连接地；芯片74HC14的VCC引脚连接电源和电容C1的一端，电容C1的另一端连接地，芯片74HC14的GND引脚连接地，芯片74HC14的OUT2引脚连接单片机MCS51的P20引脚。

优选地，等离子体发生器包括调压器，变线圈、三极管、电阻、电容、可变开关、电阻和电容；调压器电磁连接变线圈U1和变线圈U2，变线圈U1的一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电容C2的一端和放电装置的暴露电极，变线圈U1的一端连接三极管P1的基极，三极管P1发射极连接三极管P2的集电极，三极管P2的基极连接变线圈U2的一端，变线圈U2的另一端连接地，放电装置的封装电极连接选择开关的1脚，选择开关的2脚连接电阻R2的一端，选择开关的3脚连接电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接电阻R2的另一端和地。

优选地，放电装置包括暴露电极、封装电极和绝缘介质。

一种基于等离子体的汽车降噪方法，方法包括如下步骤：

步骤S1：利用测速电路检测当前车的车速；

步骤S2：根据当前的车速，判断车速是否超过预设阈值，若是则进入步骤S3，否则结束降噪；

步骤S3；采用噪声检测仪采集气动噪声；

步骤S4：根据气动噪声确定等离子体发生器电源的电压等级；

步骤S5：开启等离子体发生器进行主动降噪。

本发明一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法的有益效果如下：

1.本发明通过在汽车车头和车尾的内外表面安装封装电极和暴露电极，利用等离子体电源给电极加压，产生等离子体来抑制涡流的形成，可以最大限度的减小车身脉动压力，实现对汽车进行主动降噪，

2.本发明通过噪声检测仪采集汽车气动噪声和周围环境噪声来实现对等离子体发生器反馈控制，可明显降低车内噪声，提高汽车的乘坐品质。

附图说明

图1为本发明一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法的系统框图。

图2为本发明一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法的方法流程图。

图3为本发明一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法的测速电路图。

图4为本发明一种基于等离子体的汽车降噪系统及方法的等离子体发生器电路。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种基于等离子体的汽车降噪系统，包括测速电路、分析控制单元、等离子体发生器和噪声检测仪；测速电路连接分析控制单元，分析控制单元分别连接等离子体发生器和噪声检测仪；

测速电路、分析控制单元和噪声检测仪均设置于车的内部，等离子体发生器和噪声检测仪均分别设置于车的头部和尾部。

本方案的等离子体发生器电源的型号为CTP-2000K，等离子体发生器包括电源和激励电极，激励电极包括暴露电极和封装电极，暴露电极设置于车的外表面，封装电极设置于车的内表面。

本方案的测速电路如图3所示，包括芯片74HC14、光耦、电源、发光二极管、电阻和电容；芯片74HC14的IN2引脚、IN3引脚、IN4引脚、IN5引脚、IN6引脚连接电源，所述芯片74HC14的OUT1引脚分别连接接线口P2的第3引脚和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接发光二极管D1的负极，发光二极管D1的正极连接电源，所述接线口P2的第2引脚连接地，接线口P2的第1引脚连接电源，芯片74HC14的IN1引脚分别连接光耦U2的第4引脚和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电源，光耦U2的第3引脚连接地，光耦U2的第1引脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电源，光耦U2的第2引脚连接地；芯片74HC14的VCC引脚连接电源和电容C1的一端，电容C1的另一端连接地，芯片74HC14的GND引脚连接地，芯片74HC14的OUT2引脚连接单片机MCS51的P20引脚。

本实施方案在实施时，测速电路检测汽车当前的行驶速度，根据车速，判断是否进行主动降噪；噪声检测仪用于采集汽车气动噪声信息，噪声检测仪又称声级计，一般由电容式传声器、前置放大器、衰减器、放大器、频率计网络以及有效值指示表头等组成；分析控制单元用于根据检测到的气动噪声确定噪声等级，并由此确定等离子体发生器的电压等级；等离子体发生器用于提供气体放电的高压电源和放电通道，产生等离子体对汽车降噪，等离子体发生器包括等离子体电源和激励电极：等离子体电源用于提供产生等离子体的高压电源；激励电极用于提供产生等离子体的放电通道，激励电极包括暴露电极和封装电极。

本方案的等离子体发生器的工作原理为，开启等离子体电源，将电压调至分析控制单元确定的电压等级；对暴露电极和封装电极施加高电压，产生等离子体，在车身表面形成诱导气流，抑制气流与车身分离，防止湍流形成，从而减小气动噪声。

本方案的噪声声源处降噪，等离子体发生器的降噪设置是随着汽车的气动噪声和周围环境噪声的变化而变化，从而大大提高了降噪设置的灵活性以及大大提高了车内环境的降噪效果，提升了汽车的乘坐品质。

如图4所示，等离子体发生器包括调压器，变线圈、三极管、电阻、电容、可变开关、电阻和电容；调压器电磁连接变线圈U1和变线圈U2，变线圈U1的一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电容C2的一端和放电装置的暴露电极，变线圈U1的一端连接三极管P1的基极，三极管P1发射极连接三极管P2的集电极，三极管P2的基极连接变线圈U2的一端，变线圈U2的另一端连接地，放电装置的封装电极连接选择开关的1脚，选择开关的2脚连接电阻R2的一端，选择开关的3脚连接电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接电阻R2的另一端和地。

放电装置包括暴露电极、封装电极和绝缘介质。

如图2所示，一种基于等离子体的汽车降噪方法，方法包括如下步骤：

步骤S1：利用测速电路检测当前车的车速；

步骤S2：根据当前的车速，判断车速是否超过预设阈值；

步骤S3；若是，则采用噪声检测仪采集气动噪声；若否，则结束；

步骤S4：根据采集到的气动噪声确定等离子体电源的电压等级；

步骤S5：开启等离子体发生器进行主动降噪。

本实施方案在实施时，汽车降噪方法为主动降噪，其首先利用测速电路获取的当前车速，若车速超过预设阈值50Km/h,则需要来对汽车进行主动降噪，利用噪声检测仪采集气动噪声，若噪声超过50Km/h，则等离子体发生器的电压等级为20kv，开启等离子体发生器，将电压调至确定的电压等级20kv，给暴露电极和封装电极施加高频高压激励，暴露电极附近的空气被击穿，产生等离子体，诱导气流加速，抑制气流边界层分离，防止涡流产生，减小气动噪声，从而达到降噪效果。

Claims (7)

1.一种基于等离子体的汽车降噪系统，其特征在于，包括测速电路、分析控制单元、等离子体发生器和噪声检测仪；所述测速电路连接分析控制单元，所述分析控制单元分别连接等离子体发生器和噪声检测仪；

所述测速电路、分析控制单元和噪声检测仪均设置于汽车的内部，所述等离子体发生器和噪声检测仪均分别设置于汽车的头部和尾部；

所述测速电路检测汽车当前的行驶速度，根据车速，判断是否进行主动降噪；

所述噪声检测仪用于采集汽车气动噪声信息；

所述分析控制单元用于根据检测到的气动噪声确定噪声等级，并由此确定等离子体发生器的电压等级；

所述等离子体发生器用于提供放电的高压电源和放电通道，产生等离子体对汽车降噪，等离子体发生器包括等离子体电源和激励电极：

所述等离子体电源用于提供产生等离子体的高压电源；

所述激励电极用于提供产生等离子体的放电通道，激励电极包括暴露电极和封装电极；

首先利用测速电路获取的当前车速，若当前车速超过预设阈值50Km/h,则需要来对汽车进行主动降噪，利用噪声检测仪采集气动噪声，若当前车速超过50Km/h，则等离子体发生器的电压等级为20kv，开启等离子体发生器，将电压调至确定的电压等级20kv，给暴露电极和封装电极施加高频高压激励，暴露电极附近的空气被击穿，产生等离子体，诱导气流加速，抑制气流边界层分离，防止涡流产生，减小气动噪声，从而达到降噪效果。

2.根据权利要求1所述的基于等离子体的汽车降噪系统，其特征在于，所述分析控制单元的主控芯片为单片机MCS51，所述测速电路的主控芯片为芯片74HC14，噪声检测仪的型号为THX-8928。

3.根据权利要求1所述的基于等离子体的汽车降噪系统，其特征在于，所述等离子体发生器电源的型号为CTP-2000K。

4.根据权利要求2所述的基于等离子体的汽车降噪系统，其特征在于，所述测速电路包括芯片74HC14、光耦、电源、发光二极管、电阻和电容；所述芯片74HC14的IN2引脚、IN3引脚、IN4引脚、IN5引脚和IN6引脚连接电源，所述芯片74HC14的OUT1引脚分别连接接线口P2的第3引脚和电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接发光二极管D1的负极，所述发光二极管D1的正极连接电源，所述接线口P2的第2引脚连接地，所述接线口P2的第1引脚连接电源，所述芯片74HC14的IN1引脚分别连接光耦U2的第4引脚和电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端连接电源，所述光耦U2的第3引脚连接地，所述光耦U2的第1引脚连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电源，所述光耦U2的第2引脚连接地；所述芯片74HC14的VCC引脚分别连接电源和电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接地，所述芯片74HC14的GND引脚连接地，所述芯片74HC14的OUT2引脚连接单片机MCS51的P20引脚。

5.根据权利要求3所述的基于等离子体的汽车降噪系统，其特征在于，所述等离子体发生器包括调压器，变线圈、三极管、电阻、电容、可变开关、电阻和电容；所述调压器电磁连接变线圈U1和变线圈U2，所述变线圈U1的一端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接电容C2的一端和放电装置的暴露电极，所述变线圈U1的一端连接三极管P1的基极，所述三极管P1发射极连接三极管P2的集电极，所述三极管P2的基极连接变线圈U2的一端，所述变线圈U2的另一端连接地，所述放电装置的封装电极连接选择开关的1脚，所述选择开关的2脚连接电阻R2的一端，所述选择开关的3脚连接电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接电阻R2的另一端和地。

6.根据权利要求5所述的基于等离子体的汽车降噪系统，其特征在于，所述放电装置包括暴露电极、封装电极和绝缘介质。

7.一种基于等离子体的汽车降噪方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：利用测速电路检测当前车的车速；

步骤S2：根据当前的车速，判断车速是否超过预设阈值，若是则进入步骤S3，否则结束降噪；

步骤S3；采用噪声检测仪采集气动噪声；

步骤S4：根据气动噪声确定等离子体发生器电源的电压等级；

步骤S5：开启等离子体发生器进行主动降噪；

首先利用测速电路获取的当前车速，若当前车速超过预设阈值50Km/h，则需要来对汽车进行主动降噪，利用噪声检测仪采集气动噪声，若当前车速超过50Km/h，则等离子体发生器的电压等级为20kv，开启等离子体发生器，将电压调至确定的电压等级20kv，给暴露电极和封装电极施加高频高压激励，暴露电极附近的空气被击穿，产生等离子体，诱导气流加速，抑制气流边界层分离，防止涡流产生，减小气动噪声，从而达到降噪效果。

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