CN211822707U - 主动降噪空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空调器领域，具体提供一种主动降噪空调器。本实用新型旨在解决现有空调器对低频噪音无法降噪的问题。本实用新型的空调器包括室外机、室内机以及位于室内机内部的中央处理器，室内机还包括依次连接的室内采音器、室内滤波器、室内主动降噪处理模块和室内扬声器，中央处理器与室内主动降噪处理模块通信连接；主动降噪空调器还包括独立于室内机设置的区域补偿采音器，区域补偿采音器与室内滤波器连接。本实用新型能够发出与低频噪音相对应的降噪音波，从而对低频噪音进行抵消通过室内采音器和区域补偿采音器共同采集，能够针对所需着重降噪的区域单独处理，从而进行更加精确的降噪处理。

Description

主动降噪空调器

技术领域

本实用新型属于空调器技术领域，具体提供一种主动降噪空调器。

背景技术

空调器在正常运行过程中，空调室内机风机旋转将引起风噪，以及室内机颤动导致与墙体产生共振引起的嗡嗡声等。现有技术对室内机的除噪音方法主要是出风口粘贴衬垫、优化风扇叶形等，大部分属于被动降噪。然而，空调器所产生的噪音既有高频噪音又有低频噪音，被动降噪对高频噪音的消除能力很强，但对低频噪音却束手无策，在1000Hz或者更低频率的噪音范围内，被动降噪无法起作用，而低频噪音能影响人生理上的听力和神经系统，长期存在会严重威胁用户的健康。

相应的，本领域需要一种新的主动降噪空调器来解决现有空调器对低频噪音无法降噪的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种主动降噪空调器，包括室外机、室内机以及位于所述室内机内部的中央处理器，其特征在于，所述室内机还包括依次连接的室内采音器、室内滤波器、室内主动降噪处理模块和室内扬声器，所述中央处理器与所述室内主动降噪处理模块通信连接；

所述主动降噪空调器还包括独立于所述室内机设置的区域补偿采音器，所述区域补偿采音器与所述室内滤波器连接，所述区域补偿采音器能够采集自身区域内的噪音信号，并与所述室内采音器采集的室内机的噪音信号共同经过所述室内滤波器，再传输至所述室内主动降噪处理模块，从而对所述区域补偿采音器的区域内进行降噪补偿。

在上述主动降噪空调器的优选技术方案中，所述室内滤波器包括自适应滤波器。

在上述主动降噪空调器的优选技术方案中，所述室内滤波器还包括一个固定系数滤波器，所述区域补偿采音器与两个滤波器分别连接，所述室内采音器也与两个滤波器分别连接，所述室内主动降噪处理模块通过电路切换模块与所述固定系数滤波器或与所述自适应滤波器连接；并且/或者，

所述室内采音器为麦克风；并且/或者，

所述室内扬声器为HIFI音响。

在上述主动降噪空调器的优选技术方案中，所述室外机还包括依次连接的室外采音器、室外滤波器、室外主动降噪处理模块和室外扬声器，所述中央处理器与所述室外主动降噪处理模块通信连接，所述主动降噪空调器为变频空调器，所述室外滤波器由多个不同固定系数的室外滤波器组成，所述室外采音器与所有不同固定系数的室外滤波器连接，所述室外主动降噪处理模块通过电路切换模块与其中一个系数的室外滤波器连接；或者，

所述室外机还包括依次连接的室外采音器、室外滤波器、室外主动降噪处理模块和室外扬声器，所述中央处理器与所述室外主动降噪处理模块通信连接，所述主动降噪空调器为定频空调器，所述室外滤波器为一种与所述定频空调器的压缩机频率对应的固定系数的室外滤波器。

本实用新型还提供了一种主动降噪空调器的控制方法，包括室外机、室内机以及位于所述室内机内部的中央处理器，其特征在于，所述室内机还包括依次连接的室内采音器、室内滤波器、室内主动降噪处理模块和室内扬声器，所述中央处理器与所述室内主动降噪处理模块通信连接；

所述主动降噪空调器还包括独立于所述室内机设置的区域补偿采音器，所述区域补偿采音器与所述室内滤波器连接，所述区域补偿采音器能够采集自身区域内的噪音信号，并与所述室内采音器采集的室内机的噪音信号共同经过所述室内滤波器，再传输至所述室内主动降噪处理模块，从而对所述区域补偿采音器的区域内进行降噪补偿；

所述控制方法包括：

S100、控制所述室内采音器采集室内机的噪音；

S200、控制所述区域补偿采音器采集自身区域内的噪音；

S300、控制所述室内主动降噪处理模块接收由所述室内采音器和所述区域补偿采音器收集且经所述室内滤波器过滤的噪音；

S400、控制所述室内主动降噪处理模块实时处理接收到的噪音，并生成降噪音波输出信号，传输至所述室内扬声器。

在上述主动降噪空调器的控制方法的优选技术方案中，所述室内滤波器包括自适应滤波器和固定系数滤波器，所述区域补偿采音器与两个滤波器分别连接，所述室内采音器也与两个滤波器分别连接，所述室内主动降噪处理模块通过电路切换模块与上述固定系数滤波器或与所述自适应滤波器连接，所述步骤S300具体包括：

S310、获取所述区域补偿采音器在△t时间内的噪音最大差值△N；

S320、比较△N与第一预设值A的大小；

S330、根据比较结果，控制所述室内主动降噪处理模块选择性地接收由所述自适应滤波器或所述固定系数滤波器过滤的噪音。

在上述主动降噪空调器的控制方法的优选技术方案中，所述步骤330具体包括：

S3301、当△N≥A时，控制所述室内主动降噪处理模块与固定系数滤波器连接，并因此接收由所述室内采音器和所述区域补偿采音器收集且经所述固定系数滤波器过滤的噪音；并且/或者

S3302、当△N＜A时，控制所述室内主动降噪处理模块与所述自适应滤波器连接，并因此接收由所述室内采音器和所述区域补偿采音器收集且经所述自适应滤波器过滤的噪音。

在上述主动降噪空调器的控制方法的优选技术方案中，在步骤S400之后，所述控制方法还包括：

S410、每隔△T时间，重新返回步骤S100。

在上述主动降噪空调器的控制方法的优选技术方案中，所述室外机还包括依次连接的室外采音器、室外滤波器、室外主动降噪处理模块和室外扬声器，所述中央处理器与所述室外主动降噪处理模块通信连接，所述主动降噪空调器为变频空调器，所述室外滤波器由多个不同固定系数的室外滤波器组成，所述室外采音器与所有不同固定系数的室外滤波器连接，所述室外主动降噪处理模块通过电路切换模块与其中一个系数的室外滤波器连接，所述控制方法还包括：

S500、所述中央处理器获取所述室外机的压缩机频率并通信传输至所述室外主动降噪处理模块；

S600、控制所述室外主动降噪处理模块切换电路切换模块，从而连接到与压缩机频率对应的固定系数的室外滤波器上；

S700、控制所述室外主动降噪处理模块接收由所述室外采音器收集且经固定系数的室外滤波器过滤的噪音；

S800、控制所述室外主动降噪处理模块实时处理接收到的噪音，并生成降噪音波输出信号，传输至所述室外扬声器。

在上述主动降噪空调器的控制方法的优选技术方案中，所述室外机还包括依次连接的室外采音器、室外滤波器、室外主动降噪处理模块和室外扬声器，所述中央处理器与所述室外主动降噪处理模块通信连接，所述主动降噪空调器为定频空调器，所述室外滤波器为一种与所述定频空调器的压缩机频率对应的固定系数的室外滤波器，所述控制方法还包括：

S900、所述中央处理器获取所述室外机的压缩机频率并通信传输至室外主动降噪处理模块；

S1000、控制所述室外主动降噪处理模块接收由所述室外采音器收集且经固定系数的室外滤波器过滤的噪音；

S1100、控制所述室外主动降噪处理模块实时处理接收到的噪音，并生成降噪音波输出信号，传输至所述室外扬声器。

本领域人员能够理解的是，在本实用新型的技术方案中，主动降噪空调器包括室外机、室内机以及位于室内机内部的中央处理器，室内机还包括依次连接的室内采音器、室内滤波器、室内主动降噪处理模块和室内扬声器，中央处理器与室内主动降噪处理模块通信连接；主动降噪空调器还包括独立于室内机设置的区域补偿采音器，区域补偿采音器与室内滤波器连接，区域补偿采音器能够采集自身区域内的噪音信号，并与室内采音器采集的室内机的噪音信号共同经过室内滤波器，再传输至室内主动降噪处理模块，从而对区域补偿采音器的区域内进行降噪补偿。

通过上述设置方式，使本实用新型的空调器能够发出与低频噪音相对应的降噪音波，从而对低频噪音进行抵消，实现降噪的目的。另外，噪音是空调器和环境噪音共同的结果，通过室内采音器和区域补偿采音器共同采集，能够针对所需着重降噪的区域单独处理，例如针对用户床头附近的空调器和环境噪音的叠加低频噪音进行更加精确的降噪处理，从而使用户体验更佳。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的主动降噪空调器。附图中：

图1为本实用新型的主动降噪空调器的整体结构示意图；

图2为本实用新型的主动降噪空调器的室内机结构示意图；

图3为本实用新型的主动降噪空调器的室外机结构示意图；

图4为本实用新型的主动降噪空调器的室内机结构连接关系示意图一；

图5为本实用新型的主动降噪空调器的室内机结构连接关系示意图二；

图6为本实用新型的主动降噪空调器关于室内机的控制方法；

图7为图6中步骤S300的进一步展开图；

图8为本实用新型的主动降噪空调器的室外机结构连接关系示意图；

图9为本实用新型的主动降噪空调器为变频空调器时关于室外机的连接结构示意图；

图10为本实用新型的主动降噪空调器为变频空调器时关于室外机的控制方法；

图11为本实用新型的主动降噪空调器位定频空调器时关于室外机的控制方法。

附体标记列表：

1、室内机；11、室内采音器；12、室内扬声器；2、室外机；21、室外采音器；22、室外扬声器；3、区域补偿采音器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，尽管说明书中的电路切换模块是以转换开关为例进行说明的，但是本实用新型的电路切换模块显然还可以是其它结构类的切换模块，例如每个电路上设置有二极管，多个二极管共同组成电路切换模块，通过开闭二极管，从而实现电路的通断，最终保仅保持一条电路连通即可，电路切换模块的结构多样，不再一一列举。

参照图1、图2、图4和图5对本实用新型的主动降噪空调器的结构进行详细描述。

主动降噪空调器包括室外机2、室内机1以及位于室内机1内部的中央处理器(未示出)，室内机1还包括依次连接的室内采音器11、室内滤波器(在室内机内部，未示出)、室内主动降噪处理模块(在室内机内部，未示出)和室内扬声器12，如图1和图4所示，中央处理器与室内主动降噪处理模块通信连接；主动降噪空调器还包括独立于室内机1设置的区域补偿采音器3，区域补偿采音器3与室内滤波器连接，区域补偿采音器3能够采集自身区域内的噪音信号，并与室内采音器11采集的室内机1的噪音信号共同经过室内滤波器，再传输至室内主动降噪处理模块，再由室内扬声器12产生降噪音波，从而对区域补偿采音器3的区域内进行降噪补偿。

在一种优选的实施方式中，室内滤波器可以是自适应滤波器，由于自适应滤波器能够根据传入的噪音频率实时调整，因此其能够更加精准地胜任由于环境噪音不稳定而导致的滤波效果不佳的问题。

在另一种优选地实施方式中，室内滤波器还可以是自适应滤波器与固定系数滤波器的组合，如图5所示，区域补偿采音器3与两个滤波器分别连接，室内采音器11也与两个滤波器分别连接，室内主动降噪处理模块通过电路切换模块与固定系数滤波器或与自适应滤波器连接，图中实线代表现有连接，虚线代表可以切换的连接方式。该设置方式的优点在于，由于环境噪音的波动难以预期，如果波动较小，则自适应滤波器显然是更好的选择，能够有效的降低低频噪音，如果环境噪音波动过大，例如电视机播放电视剧、音响播放音乐等，将会造成自适应滤波器频繁大幅度调节，也使得其失去了对低频噪音的有效消除，此时用户对传递来的音量并不需要刻意降噪，更适宜使用固定系数滤波器将大多数空调器自身产生的噪音过滤即可。

主动降噪空调器的整体工作过程可以通过主动降噪空调器的控制方法来体现，如图6所示，主动降噪空调器的控制方法包括：

S100、控制室内采音器采集室内机的噪音；

S200、控制区域补偿采音器采集自身区域内的噪音；

S300、控制室内主动降噪处理模块接收由室内采音器和区域补偿采音器收集且经室内滤波器过滤的噪音；

S400、控制室内主动降噪处理模块实时处理接收到的噪音，并生成降噪音波输出信号，传输至室内扬声器。

S410、每隔△T时间，重新返回步骤S100。

通过综合室内采音器11和区域补偿采音器3的噪音采集，能够更精准地确定区域补偿采音器3附近的噪音情况，使室内主动降噪处理模块能够针对该区域噪音进行平衡，实用新型人经过实验得知，相较于不将环境噪音计算在内，其效果有显著的提升。

在上述主动降噪空调器的控制方法的优选技术方案中，步骤步骤S300具体包括：

S310、获取区域补偿采音器在△t时间内的噪音最大差值△N；

S320、比较△N与第一预设值A的大小；

S330、根据比较结果，控制室内主动降噪处理模块选择性地接收由自适应滤波器或固定系数滤波器过滤的噪音。

其中，步骤330具体包括：

S3301、当△N≥A时，控制室内主动降噪处理模块与固定系数滤波器连接，并因此接收由室内采音器和区域补偿采音器收集且经固定系数滤波器过滤的噪音；并且/或者

S3302、当△N＜A时，控制室内主动降噪处理模块与自适应滤波器连接，并因此接收由室内采音器和区域补偿采音器收集且经自适应滤波器过滤的噪音。

室内滤波器包括自适应滤波器和固定系数滤波器各自的优势在前面已经提及，不再赘述，如图5所示，通过中央处理器对区域补偿采音器3在△t时间内的噪音最大差值△N和第一预设值A的大小来确定是否通过室内主动降噪处理模块对电路切换模块进行电路的切换，从而采用更加合适的滤波器进行工作，在保证空调器的使用寿命的同时，也最大限度的提升了空调器主动降噪的能力。另外，由于室内机1风机转速并不是不变的，室内环境的噪音也是变化的，为了使主动降噪空调器的降噪能力增强，每隔△T时间便重复一遍，重新确定是否需要重新选择室内滤波器，以达到最好的降噪效果。优选地，△T时间为20秒，这样既不会频繁切换电路，也不会由于间隔时间过长导致滤波器切换不及时，使整体室内机1工作状态较为均衡。

上面描述的均为对室内机1的低频噪音进行处理，然而在室外机2上，同样会产生低频噪音，这些噪音能够穿透墙壁或窗户进入室内，因此，消除室外机2的噪音也相当重要，本实用新型还提供了一种主动降噪空调器，如图1和图3所示，在上述任一项技术方案的室内机的基础上，室外机2还包括依次连接的室外采音器21、室外滤波器(未示出)、室外主动降噪处理模块(未示出)和室外扬声器22，如图9所示，中央处理器与室外主动降噪处理模块通信连接，主动降噪空调器为变频空调器，室外滤波器由多个不同固定系数的室外滤波器组成，室外采音器21与所有不同固定系数的室外滤波器连接，室外主动降噪处理模块通过电路切换模块与其中一个系数的室外滤波器连接。

当主动降噪空调器为变频空调器时，室外机内的压缩机频率是随着不同需求而变化的，这就会产生变化的低频噪音，因此，室外机的结构关系和控制方法如图8至图10所示，控制方法主要包括：

S500、中央处理器获取室外机的压缩机频率并通信传输至室外主动降噪处理模块；

S600、控制室外主动降噪处理模块切换电路切换模块，从而连接到与压缩机频率对应的固定系数的室外滤波器上；

S700、控制室外主动降噪处理模块接收由室外采音器收集且经固定系数的室外滤波器过滤的噪音；

S800、控制室外主动降噪处理模块实时处理接收到的噪音，并生成降噪音波输出信号，传输至室外扬声器。

对于室外机而言，最主要的噪音来源便是室外机的压缩机所产生的，而变频空调器的压缩机频率不同，所产生的噪音的频率也不同，这就意味着不同压缩机频率应当有不同固定系数的室外滤波器进行处理，如果统一规定为一种固定系数的室外滤波器可能起不到很好的滤波作用，这便会影响到主动降噪处理模块进行后续降噪工作。因此，首先通过中央处理器获取室外机的压缩机频率并通信传输给室外主动降噪处理模块，从而能够使室外主动降噪处理模块选择最合适的固定系数的室外滤波器进行滤波，也就是通过切换电路切换模块来实现不同室外滤波器的选择。

当室外滤波器完成过滤后，剩下的噪音即为需要单独处理的低频噪音，将这些噪音传入主动降噪处理模块后，能够转换成电路信号，并生成相反的降噪音波输出信号，传输至室外扬声器22，室外扬声器22便发出与低频部分的噪音相反的低频音波，两者谐波相互叠加后抵消，从而完成了室外机的低频噪音的清除。

上述描述为对空调器为变频空调器的方案描述，然而，当主动降噪空调器为定频空调器时，室外机内的压缩机频率恒定，这时所产生的低频噪音也是恒定的，对于固定系数的室外滤波器便不再需要进行选择，其控制方法也相应地去掉了中央处理器的实时反馈以及电路切换模块的切换，上述空调器的控制方法包括：

S900、中央处理器获取室外机的压缩机频率并通信传输至室外主动降噪处理模块；

S1000、控制室外主动降噪处理模块接收由室外采音器收集且经固定系数的室外滤波器过滤的噪音；

S1100、控制室外主动降噪处理模块实时处理接收到的噪音，并生成降噪音波输出信号，传输至室外扬声器。

此处需要说明的是，虽然压缩机频率理论上是不变的，但仍然在步骤S900中进行了一次确认，以便当压缩机出现故障或者压缩机频率随着使用年限的增加而老化造成的压缩机频率不准时，能够第一时间发现，以避免其与固定系数的室外滤波器不匹配造成的降噪不成功的情况。

需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在与限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本实用新型能够应用于更加具体的应用场景。

例如，室内采音器11、室外采音器21和区域补偿采音器3为麦克风，当然还可以是其它可以进行音量收集工作的电器元件或者组件等；室内扬声器12和室外扬声器22为HIFI音响，当然还可以是其它可以传递降噪音波的普通音响或者其它设备等；电路切换模块优选为转换开关，当然还可以是其它可以切换电路连通的电器元件或者组件等，这些都不偏离本实用新型的原理，因此都将落入本实用新型的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解，上述衣物处理设备还包括一些其他公知结构，例如处理器、控制器、存储器等，其中，存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等。为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构未在附图中示出。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本实用新型的保护范围之内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种主动降噪空调器，包括室外机、室内机以及位于所述室内机内部的中央处理器，其特征在于，所述室内机还包括依次连接的室内采音器、室内滤波器、室内主动降噪处理模块和室内扬声器，所述中央处理器与所述室内主动降噪处理模块通信连接；

所述主动降噪空调器还包括独立于所述室内机设置的区域补偿采音器，所述区域补偿采音器与所述室内滤波器连接，所述区域补偿采音器能够采集自身区域内的噪音信号，并与所述室内采音器采集的室内机的噪音信号共同经过所述室内滤波器，再传输至所述室内主动降噪处理模块，从而对所述区域补偿采音器的区域内进行降噪补偿。

2.根据权利要求1所述的主动降噪空调器，其特征在于，所述室内滤波器包括自适应滤波器。

3.根据权利要求2所述的主动降噪空调器，其特征在于，所述室内滤波器还包括一个固定系数滤波器，所述区域补偿采音器与两个滤波器分别连接，所述室内采音器也与两个滤波器分别连接，所述室内主动降噪处理模块通过电路切换模块与所述固定系数滤波器或与所述自适应滤波器连接；并且/或者，

所述室内采音器为麦克风；并且/或者，

所述室内扬声器为HIFI音响。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的主动降噪空调器，其特征在于，所述室外机还包括依次连接的室外采音器、室外滤波器、室外主动降噪处理模块和室外扬声器，所述中央处理器与所述室外主动降噪处理模块通信连接，所述主动降噪空调器为变频空调器，所述室外滤波器由多个不同固定系数的室外滤波器组成，所述室外采音器与所有不同固定系数的室外滤波器连接，所述室外主动降噪处理模块通过电路切换模块与其中一个系数的室外滤波器连接。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的主动降噪空调器，其特征在于，所述室外机还包括依次连接的室外采音器、室外滤波器、室外主动降噪处理模块和室外扬声器，所述中央处理器与所述室外主动降噪处理模块通信连接，所述主动降噪空调器为定频空调器，所述室外滤波器为一种与所述定频空调器的压缩机频率对应的固定系数的室外滤波器。

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