CN110823615A - 一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统 - Google Patents

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李欣
刘瑞杰
王雪仁
贾地
靳国永
唐宇航
苏常伟
卢清亮
周涛
郭峰
寻波
管峰
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    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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Abstract

本发明属于空气噪声控制工程领域，提供一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，该系统由进风管、带隔声罩风机、泄流阀、控制阀、声源箱、声源、上下游声压传感器、上下游压力传感器、上下端接口、功率放大器、通风端、采集仪和计算机组成。开展主被动复合消声器性能试验评估时，由带隔声罩的风机提供稳定气流，再由声源箱产生兼具宽频和低频线谱特性的噪声源，然后由上下游声压传感器测得被测主被动复合消声器上下端的声压差，由上下游压力传感器测得待测主被动复合消声器上下端的气流静压差，最后根据声压差和气流静压差评估被测主被动复合消声器的降噪性能。本发明具有操作方便、结构简单和成本低等优点。

Description

一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统
技术领域
本发明属于空气噪声控制工程领域，涉及的一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，具体而言是利用可控声源和可控通风气流，实现通风管路主被动复合消声器性能验证评估的系统，主要侧重于系统的快速、可靠及低成本。
背景技术
通风管路噪声是船舶、海洋工程平台、建筑室内噪声的主要噪声源之一。通风管路噪声主要以通风气流与管路相互作用的流噪声为主，具有显著的宽频特征。传统的被动消声器能够较好的控制通风管路的高频噪声，但对低频噪声的控制效果不明显。随着电子、计算机、信号处理和自动控制理论的发展而迅速发展起来的噪声主动控制技术（ActiveNoise Control, ANC，或称有源噪声控制）利用人为地发出次级噪声控制原始噪声，达到消除原始噪声的目的，恰好能弥补被动消声器的不足，具有低频范围效果好、体积小、对被控系统物理特性影响小、安装设计方便，以及能够适应未知扰动，能适应系统不确定性等优点，为低频噪声控制开辟了一个崭新的发展方向，得到了广泛的重视和迅速的发展，该技术已被证明是控制低频噪声的一种非常有效的技术。领域内科研团队针对该技术开展了大量研究工作，设计并制作了通风管路噪声主被动复合消声器。性能验证评估是通风管路噪声主被动复合消声器实现工程应用的重要前提。目前，国内外尚未有通风管路主被动复合消声器性能验证评估系统，本发明填补了行业空白。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明设计一种针对主被动复合消声器的性能试验评估系统，利用可控声源和可控通风气流，对通风管路主被动复合消声器性能进行快速、可靠及低成本的性能验证与评估。
技术方案：本发明提供的一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，由进风管、带隔声罩风机、泄流阀、控制阀、声源箱、声源、上下游声压传感器、上下游压力传感器、上下端接口、功率放大器、通风端、采集仪、计算机组成。进风管、带隔声罩风机、泄流阀、控制阀、声源箱、声源、通风端通过刚性管路联接，并通过隔振器固定在消声室地面上，上/下游声压传感器和上/下游压力传感器通过安装基座嵌入上/下端接口内侧，被测主被动复合消声器通过上/下端接口与系统串联，采集仪用于采集上/下游声压差和上/下游气流静压差，计算机用于声源控制及后期数据处理。
开展主被动复合消声器性能试验评估时，启动带隔声罩风机提供稳定气流，再由声源箱产生兼具宽频和低频线谱特性的噪声源，然后由上下游声压传感器测得被测主被动复合消声器上下端的声压差，由上下游压力传感器测得待测主被动复合消声器上下端的气流静压差，最后根据声压差和气流静压差评估被测主被动复合消声器的降噪性能。
有益效果：本发明针对通风管路主被动复合消声器的特性，专门设计了性能验证评估平台，利用可控声源和可控通风气流，实现了通风管路主被动复合消声器性能验证评估，整套系统具备快速测试、性能可靠等优点。而且相比复杂的气动与声学测试系统及装机测试等方式，本系统的制造与运维成本均比较低，为通风管路噪声主被动复合消声器的研发与改进提供了保障。
除以上所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，为使本发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点做更为清楚、完整的描述。
附图说明
图1是本发明实施例中的通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统结构示意图；
图中：1-泄流阀，2-控制阀，3-刚性管路，4-声源箱，5-上游压力传感器，6-上端接口，7-待测主被动复合消声器安装空间，8-下端接口，9-下游压力传感器，10-通风端，11-计算机，12-采集仪，13-放大器，14-进风管，15-带隔声罩风机，16-声源，17-上游声压传感器，18-下游声压传感器。
具体实施方式
实施例：
本实施例的通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统如图1所示，由泄流阀1、控制阀2、刚性管路3、声源箱4、上游压力传感器5、上端接口6、待测主被动复合消声器安装空间7、下端接口8、下游压力传感器9、通风端10、计算机11、采集仪12、放大器13、进风管14、带隔声罩风机15、声源16、下游声压传感器17、下游声压传感器18组成。
其中，进风管14、带隔声罩风机15、泄流阀1、控制阀2、声源箱4、声源16、通风端10通过刚性管路联接，并通过隔振器固定在消声室地面上，上/下游声压传感器17、18和上/下游压力传感器5、9通过安装基座嵌入上/下端接口6、8内侧，被测主被动复合消声器通过上/下端接口6、8与系统串联，采集仪12用于采集上/下游声压差和上/下游气流静压差，计算机11用于声源控制及后期数据处理。
采用该试验评估系统进行某通风管路主被动复合消声器性能验证评估的过程如下：
（1）采用压力校准器和声压传感器校准仪分别对上游压力传感器、下游压力传感器和上游声压传感器、下游声压传感器进行精度校准，确保这两类传感器处于正常工作状态。压力校准器和声压传感器校准仪需经过检定，并在有效日期内；
（2）安装上下游压力传感器和上下游声压传感器并将通风管路主被动复合消声器与该试验评估系统进行连接。连接后检查连接状态，确保通风管路主被动复合消声器与该试验评估系统连接紧密，不出现漏风、晃动等问题；
（3）将风机转速调到低档，启动风机，检查系统运行情况。管路出风口气流应平稳，整个系统不出现剧烈振动、异常声响等问题；
（4）缓慢调节风机转速，使管内流速达到设定工况；
（5）打开由声源箱，通过计算机调节声源箱的输出，使声源箱噪声输出达到设定工况；
（6）关闭主被动复合消声器主动降噪开关，由上游声压传感器17与下游声压传感器18测得被测主被动复合消声器上下端的声压差，计算该消声器的被动消声量，由上游压力传感器5与下游压力传感器9测得该消声器上下端的气流静压差；
（7）打开主被动复合消声器主动降噪开关，由上游声压传感器17与下游声压传感器18测得被测主被动复合消声器上下端的声压差，计算该消声器的主被动复合消声量，由上游压力传感器5与下游压力传感器9测得该消声器上下端的气流静压差；
（8）重复其他工况，分别测试该消声器的被动消声效果和主被动复合消声效果；
（9）根据不同工况的消声效果和气流静压差评估该主被动复合消声器的降噪性能。
本发明为消声器性能试验评估提供了一种全新的平台，具体实现该技术方案的方法和途径很多，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，对附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，包括风管子系统、声学子系统和测试子系统，其特征在于：
所述风管子系统用于提供可控通风气流，包括进风管、带隔声罩风机、泄流阀、控制阀及通风端；
所述声学子系统用于提供可控噪声源，包括声源箱和安装在声源箱内的声源；
所述测试子系统包括上端接口、下端接口、采集仪及计算机，所述上端接口和下端接口用于串联接入被测主被动复合消声器，所述上端接口内侧安装上游声压传感器和上游压力传感器，所述下端接口内侧安装下游声压传感器和下游压力传感器；
所述进风管、带隔声罩风机、泄流阀、控制阀、声源箱、声源与通风端通过刚性管路依次联接成回路，并通过隔振器固定在消声室地面上；
所述声源、上游声压传感器、下游声压传感器、上游压力传感器、下游压力传感器均连接到采集仪，所述采集仪用于采集上/下游声压差和上/下游气流静压差，所述计算机用于声源控制及处理采集仪的数据。
2.根据权利要求1所述的一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，其特征在于：在上端接口和下端接口之间具有封闭安装空间，所述安装空间内用于安装待测主被动复合消声器。
3.根据权利要求1所述的一种通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，其特征在于：在声源与采集仪之间串联放大器。
4.使用如权利要求1所述的通风管路主被动复合消声器性能试验评估系统，试验评估通风管路主被动复合消声器性能的方法，其特征在于：利用可控声源和和可控通风气流，对通风管路主被动复合消声器性能进行快速、可靠及低成本的性能验证和评估。
5.根据权利要求4所述的试验评估通风管路主被动复合消声器性能的方法，其特征在于：所述可控通风气流来自风管子系统，启动带隔声罩风机提供稳定气流；所述可控声源来自声学子系统，由声源箱产生兼具宽频和低频线谱特性的噪声源；然后由上下游声压传感器测得被测主被动复合消声器上下端的声压差，由上下游压力传感器测得待测主被动复合消声器上下端的气流静压差，最后根据声压差和气流静压差评估被测主被动复合消声器的降噪性能。
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