CN209089216U - 一种次声波主动消除设备 - Google Patents
一种次声波主动消除设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209089216U CN209089216U CN201821456580.5U CN201821456580U CN209089216U CN 209089216 U CN209089216 U CN 209089216U CN 201821456580 U CN201821456580 U CN 201821456580U CN 209089216 U CN209089216 U CN 209089216U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- infrasound
- infrasonic
- sensor
- loudspeaker
- feed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种次声波主动消除设备，包括第一次声波传感器、第二次声波传感器、前馈式控制器、扬声器；所述次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器，经过所述控制器处理，对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消；同时第二次声波传感器接收器从环境中接收次声波信号，传送给前馈式控制器，用于校验消除效果。本实用新型能够有效的抑制次声波的能量，设备启动后次声波的污染得到了有效的消除。
Description
技术领域
本实用新型涉及噪声消除技术领域，尤其涉及一种减少次声波污染的次声波主动消除设备。
背景技术
频率小于20Hz(赫兹)的声波叫做次声波。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。还具有很强的穿透能力，可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克、船只等障碍物.并和周围物体发生共振，能放出相当大的能量，造成危害。例如：
a)4Hz～8Hz的次声能在人的腹腔里产生共振，可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。
b)会干扰人的神经系统正常功能，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。
c)晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。
d)住在十几层高的楼房里的人，遇到大风天气，往往感到头晕、恶心，这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。
传统的消除次声波的方法多为各种类型的吸音材料，但是由于次声波频率低，穿透性强等特点，屏蔽效果比并不好，尤其是对于汽车，轮船，大厦等内部空间自身所产生的次声波，并不能通过一面墙来被动性屏蔽，此时就需要一种能主动消除次声波的设备，来消除，或减少次声波污染。
目前，市场上有很多降低噪音(可闻声波，20-20000Hz)，以及超声波(大于20000Hz)污染的设备，但是由于人们对次声波污染认识不足，尚无任何能主动性消除次声波的设备出现。
实用新型内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种减少次声波污染的次声波主动消除设备，本实用新型具体通过如下技术方案实现：
第一方面，一种次声波主动消除设备，包括：第一次声波传感器、第二次声波传感器、前馈式控制器、扬声器；所述次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器，经过所述控制器处理，对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消；同时第二次声波传感器接收器从环境中接收次声波信号，传送给前馈式控制器，用于校验消除效果。
第二方面，一种次声波主动消除设备，包括：声波传感器、反馈式控制器、扬声器；所述次声波传感器接收环境中的次声波，然后转化成电路信号，传给所述反馈式控制器，经过所述控制器处理，对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与次声波源产生的初级次声波相互抵消；所述次声波传感器所产生的信号还用于校验消除效果。
第三方面，一种次声波主动消除设备，包括：第一次声波传感器、第二次声波传感器、前馈式控制器、扬声器；第一次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器；第二次声波传感器接收来自环境中的次声波，然后转化成电路信号，传给反馈式控制器；所述前馈式控制器和反馈式控制器的输出信号叠加后控制扬声器产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消；所述第二次声波传感器所产生的信号用于校验消除效果。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制器采用NL IFS/FF芯片，其包括麦克风前级放大器、滤波运算放大器、扬声器放大器、传感器接收增益校准、LED驱动器、次声波控制及辅助校验模式；所述控制器采用24引脚4x4mmQFN封装，工作电压为1.0-1.8V，工作温度为-20-85℃。
作为本实用新型的进一步改进，所述次声波主动消除设备还包括外壳、电路板，所述控制器集成在电路板上，所述次声波传感器通过外壳上的拾音孔进行次声波的收集；所述扬声器、电路板、次声波传感器均位于外壳的内部，其中，所述拾音孔位于扬声器的背面。
本实用新型的有益效果是：本实用新型能够有效的抑制次声波的能量，设备启动后次声波的污染得到了有效的消除。
附图说明
图1是次声波消除的原理图；
图2是前馈式次声波主动消除设备电路模型图；
图3是反馈式次声波主动消除设备电路模型图；
图4是本实用新型的复合式次声波主动消除设备电路模型图；
图5是NL IFS/FF处理器引脚排列图；
图6是NL IFS/FF处理器的应用电路图；
图7是本实用新型的外观设计图；
图8是本实用新型的工作流程图；
图9是本实用新型的工作效果对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型的主动式消除次声波的设备的工作原理如图1所示：首先，通过传感器捕捉到次声波源方向、振幅及其振动频率，然后再将其转化成信号，传输给抗振电路，并进行处理。处理后，电磁系统会根据这些信号做出判断，并释放出反相振动的次级次声波，次级次声波会与原次声波相互叠加抵消，从而实现消除次声波污染的目的。
本实用新型采用能够接收来自次声波发生源的次声波，例如：G.R.A.S公司生产的40AC 1/2-inch free-field microphone。
本实用新型设计了三种主动式消除次声波设备的电路模型。
第一种，前馈式次声波主动消除设备电路模型，如图2所示：首先，次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器，经过所述控制器处理，通过数字-模拟变换器对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消，实现环境的清洁，同时另外一个传感接收器从环境中接收次声波信号，传送给前馈式控制器，用于校验消除效果。
前馈式次声波主动消除设备优点是可以准确捕捉次声波源，并在环境中反复校验，达到最佳的消除次声波效果。缺点是，当外部次声波来之不同方向时，很难用次单一电路来实现消除效果。
第二种，反馈式次声波主动消除设备电路模型，如图3所示：首先，次声波传感器接收环境中的次声波，然后转化成电路信号，传给反馈式控制器，经过所述控制器处理，对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与次声波源产生的初级次声波相互抵消，实现环境的清洁。次声波传感器所产生的信号用于校验消除效果。
它从形式上简化了电路结构，减少了一个传感收集器。但由于是反馈系统，当放大器增益到一定程度，系统将变得不稳定，产生低频振荡，为了为此系统的稳定，一般会要求控制器和传感器位置接近，这就限制了反馈式次声波主动消除设备的应用范围。
第三种，复合式次声波主动消除设备电路模型，如图4所示：第一次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器。第二次声波传感器接收来自环境中的次声波，然后转化成电路信号，传给反馈式控制器。所述前馈式控制器和反馈式控制器的输出信号叠加(采用加法器)后控制扬声器产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消，实现环境的清洁。
它结合了前馈式和反馈式设备的优点，消除效果最好，但是结构复杂，系统体积较大，成本较高。
NL IFS/FF是次声波主动消除设备的核心控制器，适用于小空间环境清除次声波污染的低成本解决方案。如图5所示，NL IFS/FF包括麦克风前级放大器、滤波运算放大器、扬声器放大器、传感器接收增益校准、LED驱动器、次声波控制及辅助校验模式。该控制器采用24引脚4x4mmQFN封装，工作电压为1.0-1.8V，工作温度为-20-85℃，其应用电路如图6所示。
本实用新型的次声波主动消除设备的外观如图7所示，包括外壳(1)、扬声器(2)、电路板(3)，所述控制器集成在电路板上，次声波传感器通过外壳上的拾音孔(4)进行次声波的收集。所述扬声器、电路板、次声波传感器均位于外壳(1)的内部，其中，所述拾音孔(4)位于扬声器(2)的背面。
本实用新型的工作流程如图8所示：
a)首先对设备进行初始化设置，设定预定值。
b)然后传感器接收次声波，并产生电信号，发送到控制器.
c)控制器对该信号进行判定，若大于预定值，则判定为有效信号，并对扬声器发出指令。若小于预定值，则判定为无效信号，等待下一次接收新信号。
d)扬声器根据上一次接收的来自控制器的指令，产生与初级次声波反相的次级次声波。
e)进程结束。
设备启动前后测量得到的频率响应图如图9所示，这表明启动设备后，次声波的能量得到了有效的抑制，次声波的污染得到了有效的消除。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种次声波主动消除设备，其特征在于：所述次声波主动消除设备包括第一次声波传感器、第二次声波传感器、前馈式控制器、扬声器；所述次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器，经过所述控制器处理，对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消；同时第二次声波传感器接收器从环境中接收次声波信号，传送给前馈式控制器，用于校验消除效果。
2.一种次声波主动消除设备，其特征在于：所述次声波主动消除设备包括声波传感器、反馈式控制器、扬声器；所述次声波传感器接收环境中的次声波，然后转化成电路信号，传给所述反馈式控制器，经过所述控制器处理，对扬声器发出指令，产生反相的次级次声波，与次声波源产生的初级次声波相互抵消；所述次声波传感器所产生的信号还用于校验消除效果。
3.一种次声波主动消除设备，其特征在于：所述次声波主动消除设备包括第一次声波传感器、第二次声波传感器、前馈式控制器、扬声器；第一次声波传感器接收来自次声波发生源的次声波，然后转化成电路信号，传给前馈式控制器；第二次声波传感器接收来自环境中的次声波，然后转化成电路信号，传给反馈式控制器；所述前馈式控制器和反馈式控制器的输出信号叠加后控制扬声器产生反相的次级次声波，与初级次声波相互抵消；所述第二次声波传感器所产生的信号用于校验消除效果。
4.根据权利要求1-3任一项所述的次声波主动消除设备，其特征在于：所述控制器采用NL IFS/FF芯片，其包括麦克风前级放大器、滤波运算放大器、扬声器放大器、传感器接收增益校准、LED驱动器、次声波控制及辅助校验模式；所述控制器采用24引脚4x4mmQFN封装，工作电压为1.0-1.8V，工作温度为-20-85℃。
5.根据权利要求1-3任一项所述的次声波主动消除设备，其特征在于：所述次声波主动消除设备还包括外壳、电路板，所述控制器集成在电路板上，所述次声波传感器通过外壳上的拾音孔进行次声波的收集；所述扬声器、电路板、次声波传感器均位于外壳的内部，其中，所述拾音孔位于扬声器的背面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821456580.5U CN209089216U (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 一种次声波主动消除设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821456580.5U CN209089216U (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 一种次声波主动消除设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209089216U true CN209089216U (zh) | 2019-07-09 |
Family
ID=67115922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821456580.5U Active CN209089216U (zh) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | 一种次声波主动消除设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209089216U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110415676A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-05 | 上海摩软通讯技术有限公司 | 次声波生成方法、可穿戴设备、电子设备及存储介质 |
-
2018
- 2018-09-06 CN CN201821456580.5U patent/CN209089216U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110415676A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-11-05 | 上海摩软通讯技术有限公司 | 次声波生成方法、可穿戴设备、电子设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104715749B (zh) | 基于自适应微穿孔板吸声器的声阻抗调节装置及调节方法 | |
| CN108088064B (zh) | 设于通风管口且能够声学交互的有源降噪装置及控制方法 | |
| US4489441A (en) | Method and apparatus for cancelling vibration | |
| Kwon et al. | Interior noise control with an active window system | |
| US20160093282A1 (en) | Method and apparatus for active noise cancellation within an enclosed space | |
| CN101147189A (zh) | 具有用于减小两个体积的开放边界区域的声音传递的副激励器的特定布置的有源消声系统 | |
| CN201317323Y (zh) | 一种商用车驾驶室多通道主动噪声控制装置 | |
| CN107768119B (zh) | 一种特高压电力变压器有源降噪系统 | |
| CN105509292B (zh) | 一种有源通风消声装置 | |
| CN103841496A (zh) | 一种室内变压器噪声的自适应消噪装置及实现方法 | |
| CN109187759A (zh) | 一种基于手持式声强探头套件的隔声测量系统 | |
| CN209089216U (zh) | 一种次声波主动消除设备 | |
| CN103004624B (zh) | 一种动物噪声刺激箱 | |
| CN104536477A (zh) | 一种用于玻璃的噪声主动控制消音系统及工作方法 | |
| CN205536473U (zh) | 一种有源通风消声装置 | |
| CN112270915A (zh) | 一种室内空间主动降噪方法 | |
| Nunez et al. | Active noise control in acoustic shutters | |
| US20100266138A1 (en) | Device and method for active sound damping in a closed interior space | |
| Bhan et al. | Feasibility of the full-rank fixed-filter approach in the active control of noise through open windows | |
| CN204516347U (zh) | 基于自适应微穿孔板吸声器的声阻抗调节装置 | |
| CN101521008B (zh) | 有源吸声尖劈及其制作方法 | |
| CN108279579A (zh) | 一种具有类耳蜗结构的大型水下平台降噪系统 | |
| JP2009013710A (ja) | 防音装置 | |
| CN110843831A (zh) | 一种降噪分配箱、空调管路系统及空调 | |
| Hanselka et al. | Experimental study on the influence of the sensor and actuator arrangement on the performance of an active noise blocker for a tilted window. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |