CN111397193A - 一种安装于出风设备的主动降噪设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的安装于出风设备的主动降噪设备，声音采集装置用于采集出风设备出风口处的环境中的声波，并将声波发送至控制器，控制器对声波进行分析，得到目标声波，其中，目标声波为与出风设备出风口处的环境中的声波叠加后得到的强度小于预设强度的声波，之后，控制器控制扬声器发出目标声波，也就是说，扬声器发出目标声波后，可以和出风设备出风口处的环境中的声波中和抵消，使得出风设备的输出风经过主动降噪设备之后，其强度减小至预设强度以下。这样，位于安装有主动降噪设备的室内的用户，在耳朵所处的区域所感受到的声波就是强度较小的声波，减少了对用户听力的损伤、提高了用户的舒适感，提高用户体验。

Description

一种安装于出风设备的主动降噪设备

技术领域

本发明涉及降噪设备技术领域，特别是涉及一种安装于出风设备的主动降噪设备。

背景技术

目前，出风设备(例如：空气净化器、空气调节设备、新风机等)在工作时，其出风口处的噪音大小是行业内对出风设备性能评价的重要指标之一。随着人们生活水平的日益提高，对出风设备性能的要求也是逐年提升；不仅要更大的空气流通量，还要更强的调节能力，因此需要空气调节设备增大功率，当出风设备的功率增大时，便会导致处于工作状态的出风设备的出风噪音增大，在出风口处尤为明显,影响用户体验。

发明内容

为了解决现有技术中，大功率的出风设备在工作过程中，出风口噪音大，影响用户体验的技术问题。本发明实施例提供了一种安装于出风设备的主动降噪设备，具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种安装于出风设备的主动降噪设备，包括：控制器、声音采集装置、扬声器；

所述扬声器与所述控制器通信连接，所述声音采集装置与所述控制器通信连接；所述声音采集装置、所述扬声器沿出风设备的出风方向依次安装；

所述出风设备用于输出风，所述声音采集装置用于采集所述出风设备的出风口附近的环境中的声波，并将所述声波发送至所述控制器，所述控制器根据所述声波确定目标声波，所述控制器控制所述扬声器按所述目标声波发声，其中，所述目标声波为：与所述声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

可选的，还包括外壳，在所述外壳的第一面开设有与所述出风设备的出风口对接的进风口，在所述外壳的第二面上开设有排风口，所述声音采集装置、所述扬声器均设置在所述外壳内，所述声音采集在所述外壳内的位置位于所述进风口与所述扬声器在所述外壳内的位置之间。

可选的，还包括出风格栅，所述出风格栅安装在所述排风口处，所述出风格栅的外形尺寸与所述排风口的外形尺寸适配；所述第一面与所述第二面为所述外壳相对的两个面。

可选的，还包括声音反馈装置，所述声音反馈装置设置在所述外壳安装有所述排风口的面上，所述控制器通信连接所述声音反馈装置，所述声音反馈装置用于采集所述排风口出的环境中的反馈声波，并将所述反馈声波发送至所述控制器，所述控制器根据所述反馈声波调整所述目标声波的强度，以使得所述扬声器按调整后的目标声波进行发声时，得到的反馈声波的强度小于所述预设强度。

可选的，还包括扬声器外壳，所述扬声器贯穿安装在所述扬声器外壳的任一侧壁上，且所述扬声器的开口朝向所述扬声器外壳的外侧。

可选的，所述扬声器外壳固定在所述外壳的内侧壁上，所述扬声器外壳与所述外壳连接的面为所述扬声器外壳未安装所述扬声器的任一面。

可选的，所述扬声器外壳的结构为空心圆柱状结构或空心四棱柱状结构，当所述扬声器外壳的结构为空心圆柱状结构时，所述扬声器外壳的高度为H(mm)(0＜H≤100)，所述扬声器外壳的截面直径为aH(0＜a≤100)；

当所述扬声器外壳的结构为空心四棱柱状结构时，所述扬声器外壳的高度为H(mm)，其中，0＜H≤100，所述扬声器外壳的截面的长度、宽度分别为aH(0＜a≤100)、bH(0＜b≤100)。

可选的，所述声音采集装置包括多麦克风，各所述麦克风分别与所述控制器通信连接；

所述控制器用于获取各所述麦克风采集的各所述声波，并根据各所述声波确定目标声波。

可选的，所述控制器具体用于：计算各环境声波的平均值，并根据所述平均值确定目标声波，所述目标声波为：与所述平均值对应的声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

可选的，包括多个所述扬声器，各所述扬声器均与所述控制器通信连接。

本发明实施例提供的一种安装于出风设备的主动降噪设备，包括：控制器、声音采集装置、扬声器；所述扬声器与所述控制器通信连接，所述声音采集装置与所述控制器通信连接；所述声音采集装置、所述扬声器沿出风设备的出风方向依次安装；所述出风设备用于输出风，所述声音采集装置用于采集所述出风设备的出风口附近的环境中的声波，并将所述声波发送至所述控制器，所述控制器根据所述声波确定目标声波，所述控制器控制所述扬声器按所述目标声波发声，其中，所述目标声波为：与所述声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

本发明实施例提供的安装于出风设备的主动降噪设备可以安装在空调排风口、中央空调排风口、空气净化器排风口、新风系统排风口等通过输出风力的任何设备的排风口处，声音采集装置设置在上述任一种出风设备的出风口处，声音采集装置用于采集出风设备出风口处的环境中的声波，并将上述声波发送至控制器，控制器对上述声波进行分析，得到目标声波，其中，目标声波为与出风设备出风口处的环境中的声波叠加后得到的强度小于预设强度的声波，之后，控制器控制扬声器发出目标声波，也就是说，扬声器发出目标声波后，可以和出风设备出风口处的环境中的声波中和抵消，使得出风设备的输出风经过本发明实施例提供的主动降噪设备之后，其强度减小至预设强度以下。这样，位于安装有主动降噪设备的室内的用户，在耳朵所处的区域所感受到的声波就是强度较小的声波，减少了对用户听力的损伤、提高了用户的舒适感，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种安装于出风设备的主动降噪设备的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的另一种安装于出风设备的主动降噪设备的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种模块连接图。

附图标记：

1控制器、2声音采集装置、3扬声器、4声音反馈装置、5外壳、6进风口、7排风口、8扬声器外壳、9出风格栅。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。

实施例1

请参见图1、图2、图3，本发明实施例提供了一种安装于出风设备的主动降噪设备，包括：控制器1、声音采集装置2、扬声器3。

所述扬声器3与所述控制器1通信连接，所述声音采集装置2与所述控制器1通信连接；所述声音采集装置2、所述扬声器3沿出风设备的出风方向依次安装。

所述出风设备用于输出风，所述声音采集装置2用于采集所述出风设备的出风口附近的环境中的声波，并将所述声波发送至所述控制器1，所述控制器1根据所述声波确定目标声波，所述控制器1控制所述扬声器3按所述目标声波发声，其中，所述目标声波为：与所述声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

具体的，上述声音采集装置2可以是麦克风，也可以是其他用于采集声音的装置。

上述安装于出风设备的主动降噪设备可以包括一个声音采集装置2，也可以包括至少两个声音采集装置2，可以包括一个扬声器3，也可以包括至少两个扬声器3，本发明实施例不具体限定扬声器3和声音采集装置2的数量。当声音采集装置2的数量越多时，所采集的环境声波的范围越大，使得控制器1所确定出的目标声波也越准确，从而使得扬声器3发出的声波与出风设备出风口附近环境中的声波叠加后，得到的声波强度越小，用户所感受到的声波也越小。当扬声器3数量越多时，可以使经过主动降噪设备的风，在各个方向上的声波强度均匀减小，进一步使得用户所感受到的噪音减小，以提高用户体验。

扬声器3可以直接安装在出风设备出风口处，也可以安装在出风设备的出风口的内侧壁上，还可以通过支撑件安装在出风设备的出风口外侧，扬声器3的位置越靠近出风口，降噪效果越好。在本发明实施例中，扬声器3的种类、型号等自身性质，本发明实施例不具体限定，扬声器3可以是单独的扬声器3，也可以是带有声学腔体的扬声器3。

控制器1可以安装在出风设备的任意位置，也可以通过支撑件安装在出风设备以外的地方，作为优选的实施方式，控制器1可以安装在不影响出风设备出风的位置，当控制器1可以安装在出风设备上时，可以内嵌在空气调节设备中，例如新风机的控制器1内，也可以外置在空气调节设备上；上述控制器1的供电方式可由空气调节设备的电源供电，也可以内置锂电自主供电，亦或者是太阳能电池组件供电，本发明实施例不具体限定上述控制器1的供电方式。

声音采集装置2、扬声器3沿着出风设备的出风方向依次设置，需要说明的是，声音采集装置2需要先采集到出风设备出风口处的噪音，在利用扬声器3发出声波对出风口处的噪音进行抵消。

声音采集装置2可以与控制器1通过无线信号或通过通信线连接，控制器1可以与所述扬声器3通过无线信号连接或通过通信线连接，为了减少设备的复杂度、可以使用无线信号连接声音采集装置2可以与控制器1、控制器1与扬声器3。

上述控制器1可以是微型处理器，也可以是其他具有控制功能的器件。上述控制器1可以从市场上购买所得，也可以通过对未编入控制程序的微型计算机写入上述控制器1所执行的步骤对应的程序后得到上述控制器1。当采用写入上述控制器1所执行的步骤对应的程序来得到上述控制器1时，可以使得控制器1更适配于主动降噪设备，使得控制器1的控制效果更好，可以更灵活地控制人们听到的噪音强度。

需要说明的是，控制器1通过声音采集装置2采集的声波，来确定目标声波，并控制扬声器3按上述目标声波发声，以抵消出风设备的出风噪音，其控制过程可以按照以下步骤实现：

步骤1：将声音采集装置2采集到的声波通过传声器转化为模拟噪声信号，模拟噪声信号通过模数转换模块将模拟噪声信号转换为数字噪声信号；

步骤2：数字噪声信号通过自适应滤波器模块处理产生次级数字声源信号；

步骤3：次级数字声源信号通过信号增益模块产生次级放大数字声源信号；

步骤4：次级放大数字声源信号通过数模转换模块转化为次级放大模拟声源信号，并获得与次级放大模拟声源信号相位相反的声波信号，将该声波信号作为目标声波。

或者，本领域技术人员可以通过单一变量控制方法，利用声音采集装置2采集到多个声波，以单个声波为固定变量，获得此时可以抵消出风设备出风口噪音的目标声波强度，直至获得多个声波中，每一个声波所对应的目标声波强度，并在声波强度与目标声波强度之间建立数据模型，将改数据模型编写入控制器1中，以实现上述控制过程。在试验过程中，沿出风设备的出风方向，在扬声器3之后可以设置第二组声音采集装置2，通过第二组声音采集装置2采集到的噪音强度，作为判断扬声器3按照目标声波发出的声波抵消声音采集装置2采集到的声波的效果。再本发明实施例中，预设强度为44分贝，人类在噪音强度小于44分贝的环境中，体验良好，当然，预设强度可以是44分贝以下的任意值，需要说明的是，本发明实施例所要保护的是降噪设备以及该降噪设备的实现原理，理论上，预设强度为任意值均可实现本发明依据目标强度控制噪音的方案，只是在实际情况中，小于44分贝，人类会有较佳的体验。

本发明实施例提供的安装于出风设备的主动降噪设备可以安装在空调排风口、中央空调排风口、空气净化器排风口、新风系统排风口等通过输出风力的任何设备的排风口处，声音采集装置2设置在上述任一种出风设备的出风口处，声音采集装置2用于采集出风设备出风口7处的环境中的声波，并将上述声波发送至控制器1，控制器1对上述声波进行分析，得到目标声波，其中，目标声波为与出风设备出风口7处的环境中的声波叠加后得到的强度小于预设强度的声波，之后，控制器1控制扬声器3发出目标声波，也就是说，扬声器3发出目标声波后，可以和出风设备出风口7处的环境中的声波中和抵消，使得出风设备的输出风经过本发明实施例提供的主动降噪设备之后，其强度减小至预设强度以下。这样，位于安装有主动降噪设备的室内的用户，在耳朵所处的区域所感受到的声波就是强度较小的声波，减少了对用户听力的损伤、提高了用户的舒适感，进而提高用户体验。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本发明实施例对上述实施例1的方案做进一步优化。具体如下：

在一种实施方式中，请参见图1、图2。所述设备还包括外壳5，在所述外壳5的第一面开设有与所述出风设备的出风口对接的进风口6，在所述外壳5的第二面上开设有排风口7，所述声音采集装置2、所述扬声器3均设置在所述外壳5内，所述声音采集在所述外壳5内的位置位于所述进风口6与所述扬声器3在所述外壳5内的位置之间。

具体的，外壳5与出风设备的连接方式可以是卡接、也可以是螺栓连接，还可以是焊接，还可以是通过支撑件将外壳5支撑在出风设备的出风口处，本发明实施例不具体限定外壳5与出风设备之间的连接关系，作为优选的实施方式，在连接过程中，外壳5的进风口6的尺寸与出风设备的出风口的尺寸适配，以保证出风设备输出的风大部分进入外壳5内，在经由主动降噪设备降噪处理后，输出低噪音的风，以提高主动降噪设备对出风设备降噪的效果。

在一种实施方式中，还包括出风格栅9，所述出风格栅9安装在所述排风口7处，所述出风格栅9的外形尺寸与所述排风口7的外形尺寸适配；所述第一面与所述第二面为所述外壳5相对的两个面。

具体的，出风格栅9可以直接采购获得，将出风格栅9安装在上述第一面上，也可以在外壳5的第一面上开设多个贯穿孔，制作完成出风格栅9。作为优选的实施方式，第一面与第二面相对，提高了风在外壳5内部的通过性，降低外壳5对出风设备风量的影响。

在一种实施方式中，还包括声音反馈装置4，所述声音反馈装置4设置在所述外壳5安装有所述排风口7的面上，所述控制器1通信连接所述声音反馈装置4，所述声音反馈装置4用于采集所述排风口7出的环境中的反馈声波，并将所述反馈声波发送至所述控制器1，所述控制器1根据所述反馈声波调整所述目标声波的强度，以使得所述扬声器3按调整后的目标声波进行发声时，得到的反馈声波的强度小于所述预设强度。

具体的，上述安装于出风设备的主动降噪设备可以包括一个声音反馈装置4，也可以包括至少两个声音反馈装置4，本发明实施例不具体限定声音反馈装置4的数量。当声音反馈装置4的数量越多时，所采集的环境声波的范围越大，使得控制器1所确定出的目标声波也越准确，从而使得扬声器3发出的声波与出风设备出风口附近环境中的声波叠加后，得到的声波强度越小，用户所感受到的声波也越小。进一步使得用户所感受到的噪音减小，以提高用户体验。

在一种实施方式中，还包括扬声器外壳8，所述扬声器3贯穿安装在所述扬声器外壳8的任一侧壁上，且所述扬声器3的开口朝向所述扬声器外壳8的外侧。

在一种实施方式中，所述扬声器外壳8固定在所述外壳5的内侧壁上，所述扬声器外壳8与所述外壳5连接的面为所述扬声器外壳8未安装所述扬声器3的任一面。

在一种实施方式中，所述扬声器外壳8的结构为空心圆柱状结构或空心四棱柱状结构，当所述扬声器外壳8的结构为空心圆柱状结构时，所述扬声器外壳8的高度为H(mm)(0＜H≤100)，所述扬声器外壳8的截面直径为aH(0＜a≤100)。

当所述扬声器外壳8的结构为空心四棱柱状结构时，所述扬声器外壳8的高度为H(mm)，其中，0＜H≤100，所述扬声器外壳8的截面的长度、宽度分别为aH(0＜a≤100)、bH(0＜b≤100)。

作为优选的实施方式，扬声器外壳8的高度为H，且扬声器外壳8的长度、宽度和高度值分别为86.4H、56.3H和140.7H，所述声学腔体前端延伸出部分的高度值为27.5H。声学腔体的尺寸设定，在保证了不占用过大空间的基础上，还可以确保腔体内能够达到最佳的降噪效果。

在一种实施方式中，所述声音采集装置2包括多麦克风，各所述麦克风分别与所述控制器1通信连接；所述控制器1用于获取各所述麦克风采集的各所述声波，并根据各所述声波确定目标声波。

在一种实施方式中，所述控制器1具体用于：计算各环境声波的平均值，并根据所述平均值确定目标声波，所述目标声波为：与所述平均值对应的声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

在一种实施方式中，包括多个所述扬声器3，各所述扬声器3均与所述控制器1通信连接。

请参见图2。控制器1、声音采集装置2、扬声器3、声音反馈装置4位置关系，控制器1在上文提到，只要安装在不影响出风设备的出风位置即可；声音采集装置2、扬声器3和声音反馈装置4按着出风设备的出风方向摆放，根据出风方向来看，首先接触空气调节设备吹出空气的是声音采集装置2，其次是扬声器3，最后是声音反馈装置4；三者当中扬声器3是最容易影响到出风量的装置，需要根据实际情况尽可能摆放得不影响出风量，外壳5需要符合流体力学设计、体积尽量小、安装位置尽量靠边等。

本发明实施例提供的一种安装于出风设备的主动降噪设备，包括：控制器1、声音采集装置2、扬声器3；所述扬声器3与所述控制器1通信连接，所述声音采集装置2与所述控制器1通信连接；所述声音采集装置2、所述扬声器3沿出风设备的出风方向依次安装；所述出风设备用于输出风，所述声音采集装置2用于采集所述出风设备的出风口附近的环境中的声波，并将所述声波发送至所述控制器1，所述控制器1根据所述声波确定目标声波，所述控制器1控制所述扬声器3按所述目标声波发声，其中，所述目标声波为：与所述声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

本发明实施例提供的安装于出风设备的主动降噪设备可以安装在空调排风口、中央空调排风口、空气净化器排风口、新风系统排风口等通过输出风力的任何设备的排风口处，声音采集装置2设置在上述任一种出风设备的出风口处，声音采集装置2用于采集出风设备出风口7处的环境中的声波，并将上述声波发送至控制器1，控制器1对上述声波进行分析，得到目标声波，其中，目标声波为与出风设备出风口7处的环境中的声波叠加后得到的强度小于预设强度的声波，之后，控制器1控制扬声器3发出目标声波，也就是说，扬声器3发出目标声波后，可以和出风设备出风口7处的环境中的声波中和抵消，使得出风设备的输出风经过本发明实施例提供的主动降噪设备之后，其强度减小至预设强度以下。这样，位于安装有主动降噪设备的室内的用户，在耳朵所处的区域所感受到的声波就是强度较小的声波，减少了对用户听力的损伤、提高了用户的舒适感，进而提高用户体验。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，包括：控制器、声音采集装置、扬声器；

所述扬声器与所述控制器通信连接，所述声音采集装置与所述控制器通信连接；所述声音采集装置、所述扬声器沿出风设备的出风方向依次安装；

所述出风设备用于输出风，所述声音采集装置用于采集所述出风设备的出风口附近的环境中的声波，并将所述声波发送至所述控制器，所述控制器根据所述声波确定目标声波，所述控制器控制所述扬声器按所述目标声波发声，其中，所述目标声波为：与所述声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

2.根据权利要求1所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，还包括外壳，在所述外壳的第一面开设有与所述出风设备的出风口对接的进风口，在所述外壳的第二面上开设有排风口，所述声音采集装置、所述扬声器均设置在所述外壳内，所述声音采集在所述外壳内的位置位于所述进风口与所述扬声器在所述外壳内的位置之间。

3.根据权利要求2所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，还包括出风格栅，所述出风格栅安装在所述排风口处，所述出风格栅的外形尺寸与所述排风口的外形尺寸适配；所述第一面与所述第二面为所述外壳相对的两个面。

4.根据权利要求2所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，还包括声音反馈装置，所述声音反馈装置设置在所述外壳安装有所述排风口的面上，所述控制器通信连接所述声音反馈装置，所述声音反馈装置用于采集所述排风口出的环境中的反馈声波，并将所述反馈声波发送至所述控制器，所述控制器根据所述反馈声波调整所述目标声波的强度，以使得所述扬声器按调整后的目标声波进行发声时，得到的反馈声波的强度小于所述预设强度。

5.根据权利要求2所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，还包括扬声器外壳，所述扬声器贯穿安装在所述扬声器外壳的任一侧壁上，且所述扬声器的开口朝向所述扬声器外壳的外侧。

6.根据权利要求5所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，所述扬声器外壳固定在所述外壳的内侧壁上，所述扬声器外壳与所述外壳连接的面为所述扬声器外壳未安装所述扬声器的任一面。

7.根据权利要求5所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，所述扬声器外壳的结构为空心圆柱状结构或空心四棱柱状结构，当所述扬声器外壳的结构为空心圆柱状结构时，所述扬声器外壳的高度为H(mm)(0＜H≤100)，所述扬声器外壳的截面直径为aH(0＜a≤100)；

当所述扬声器外壳的结构为空心四棱柱状结构时，所述扬声器外壳的高度为H(mm)，其中，0＜H≤100，所述扬声器外壳的截面的长度、宽度分别为aH(0＜a≤100)、bH(0＜b≤100)。

8.根据权利要求1所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，所述声音采集装置包括多麦克风，各所述麦克风分别与所述控制器通信连接；

所述控制器用于获取各所述麦克风采集的各所述声波，并根据各所述声波确定目标声波。

9.根据权利要求8所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，所述控制器具体用于：计算各环境声波的平均值，并根据所述平均值确定目标声波，所述目标声波为：与所述平均值对应的声波叠加后得到的声波的强度小于预设强度的声波。

10.根据权利要求1所述的安装于出风设备的主动降噪设备，其特征在于，包括多个所述扬声器，各所述扬声器均与所述控制器通信连接。

Images