CN215111276U - 传声器、主动式消声器以及复合消声装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种传声器、主动式消声器以及复合消声装置，其中，传声器，包括：圆锥形头部、空心管体和设在所述圆锥形头部与所述空心管体之间的穿孔网，所述穿孔网周向开设有通孔，所述通孔与所述空心管体连通，所述空心管体内设置有传声器主体，所述穿孔网与所述空心管体可拆卸的连接。本实用新型提供的传声器，通过圆锥形头部的流水型结构用于在高流速下减小气流产生的局部湍流现象以控制流噪声，圆锥形头部后面是穿孔网结构，穿孔网的通孔与空心管体相同，使声能量可以透过穿孔网进行内部，被安装在内部的传声器主体接收。

Description

传声器、主动式消声器以及复合消声装置

技术领域

本实用新型涉及噪声与振动控制技术领域，尤其涉及一种传声器、主动式消声器以及复合消声装置。

背景技术

通风管道噪声问题是生活中常见的噪声问题，目前常采用被动式消声器的方式进行消声。使用被动消声器虽然可以抑制中高频辐射噪声，但对于低频噪声的消除效率很低，需要较大的体积和较高的压力损失，才能保证一定的降噪效果，使用不便。对于低频声降噪，主动噪声控制技术是一种现有技术条件下可行的方法。其基本原理是在声场中引入次级声源，并利用其发出与噪声源相位相反振幅相同的声音，使其与噪声源相干抵消，从而达到降噪的效果。与传统被动降噪方法相比，主动降噪主要优势在于以更小的体积获得更好的低频降噪效果。

然而常规被动式消声器在管内流速较高时吸声性能受到影响的程度往往可控，而主动消声器在流速稍大时传声器对声信号进行采集时受到气流干扰影响较为严重，产生的流噪声会污染采集的信号，往往影响主动降噪的效果，甚至导致主动降噪功能直接失去效用。

实用新型内容

本实用新型提供一种传声器、主动式消声器以及复合消声装置，用以解决现有技术中流速稍大时传声器对声信号进行采集时受到气流干扰影响较为严重，产生的流噪声会污染采集的信号，影响主动降噪的效果，甚至导致主动降噪功能直接失去效用的缺陷，实现在高流速下减小气流产生的局部湍流现象以控制流噪声。

第一方面，本实用新型提供一种传声器，包括：圆锥形头部、空心管体和设在所述圆锥形头部与所述空心管体之间的穿孔网，

所述穿孔网周向开设有通孔，所述通孔与所述空心管体连通，所述空心管体内设置有传声器主体，

所述穿孔网与所述空心管体可拆卸的连接。

根据本实用新型提供的传声器，所述圆锥形头部与所述穿孔网可拆卸连接。

根据本实用新型提供的传声器，所述空心管体的外部设置有传声器安装座，所述传声器安装座用于将所述传声器安装在消声器上。

第二方面，本实用新型提供一种主动式消声器，包括次级声源、架体、控制电路板和第一方面所述的所述传声器，所述传声器设置在所述架体沿长度方向的两端，

所述传声器、所述次级声源与所述架体均与所述控制电路板通过信号线连接。

根据本实用新型提供的主动式消声器，多个所述传声器设置在所述架体的两端。

根据本实用新型提供的主动式消声器，所述架体的其中一端的所述传声器置于声源的上游用于获取参考信号，所述架体的另一端的所述传声器置于声源的下游用于获取误差信号。

第三方面，本实用新型提供一种复合消声装置，包括被动式消声器和第二方面所述主动式消声器，所述主动式消声器以插拔安装的方式设置在所述被动式消声器中。

根据本实用新型提供的复合消声装置，所述被动式消声器包括内衬板和外壳，所述内衬板和所述外壳形成中空区域，所述中空区域填充有吸声材料，

所述主动式消声器的外表面与所述内衬板贴合。

根据本实用新型提供的复合消声装置，所述被动式消声器包括多个侧壁，其中至少两个所述侧壁形成有所述中空区域。

根据本实用新型提供的复合消声装置，还包括法兰，所述法兰设置在所述复合消声装置的两端，所述法兰用于将所述复合消声装置安装在管道内。

本实用新型提供的传声器，通过圆锥形头部的流水型结构用于在高流速下减小气流产生的局部湍流现象以控制流噪声，圆锥形头部后面是穿孔网结构，穿孔网的通孔与空心管体相同，使声能量可以透过穿孔网进行内部，被安装在内部的传声器主体接收。

进一步地，本实用新型还提供了主动式消声器和复合消声装置，主动式消声器和复合消声装置也包括传声器结构，因此也具备以上优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的传声器的整体结构示意图；

图2是本实用新型提供的传声器的截面图；

图3是本实用新型提供的主动式消声器的整体结构示意图；

图4是本实用新型提供的复合消声装置的整体结构示意图；

图5是本实用新型提供的复合消声装置的截面示意图。

附图标记：

100：传声器； 101：圆锥形头部； 102：空心管体；

103：穿孔网； 104：传声器主体； 105：传声器安装座；

200：主动式消声器； 201：次级声源； 202：架体；

203：控制电路板； 110：通孔； 400：法兰；

300：被动式消声器； 301：内衬板； 302外壳；

303：中空区域。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图5，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成限定。

如图1和图2所示，第一方面，本实用新型提供了一种传声器100，包括：圆锥形头部101、空心管体102和设在圆锥形头部101与空心管体102之间的穿孔网103。

其中，穿孔网103周向开设有通孔110，通孔110与空心管体102连通，空心管体102内设置有传声器主体104，即膜片。

进一步地，穿孔网103与空心管体102可拆卸的连接。

如图2所示，具体地，针对穿孔网103与空心管体102的可拆卸连接而言，可以为螺纹连接也可以为卡扣连接。

针对本实用新型的圆锥形头部101而言，圆锥形头部101呈流水型，在高流速下减小气流产生的局部湍流现象以控制流噪声。并且，在圆锥形头部101的末端设置有穿孔网103，穿孔网103上的通孔，将声能量透入空心管体102内设置的传声器主体104。

在本实用新型的一个实施例中，圆锥形头部101与穿孔网103可拆卸连接。当然，圆锥形头部101可以与穿孔网103为一体结构，也可为可拆卸连接的两部分。

在本实用新型的另一个实施例中，空心管体102的外部设置有传声器安装座105，传声器安装座105用于将传声器100安装在消声器上。

第二方面，如图3所示，本实用新型还提供了一种主动式消声器，包括次级声源201、架体202、控制电路板203和上述第一方面的传声器100，传声器100设置在架体202长度方向的两端。

并且，传声器100、次级声源201与架体202均与控制电路板203通过信号线连接。

换句话说，架体202整体呈长方体，架体202的中心线与管体的中心线平行或重合，架体202沿中心线上的两端设置有传声器100，架体202中部设置有次级声源201，次级声源201与架体两端的传感器100的距离固定。

在本实用新型的一个可选实施例中，架体202的两端呈楔形，换句话说，架体202的两端有锥度，传声器100置于楔形的顶部。楔形可以在高流速下减小气流产生的局部湍流现象以控制流噪声。

在本实用新型另一个实施例中，多个传声器100设置在架体202的两端。从而匹配相应的算法降低流噪声。

换句话说，架体202的两端中的任一端设置有至少2个传声器100，并且传声器100之间可以横向分布也可以纵向分布等任意布置方式。

进一步地，算法可以采用均值法，即一个端面的多个传声器100所获取的数据进行加和求均值，最终得出一个平均数值，作为降低流噪声计算用数据。

其中，在本实用新型的一个实施例中，在架体202的楔形的脊上等间距的设置有传声器100，且传声器100与架体202的中心线平行。

在本实施例中，架体202的两端分别设置有3个传声器100。

在本实用新型的一个具体实施例中，架体202的其中一端的传声器100置于声源的上游用于获取参考信号，架体202的另一端的传声器100置于声源的下游用于获取误差信号。

换句话说，在如上所述的实施例中，设置有3个误差型传感器和3个参考型传感器。由于风噪在传声器100局部不连续的位置产生，通常情况仅影响该传声器100，不会传到下游影响管道声环境，故对于各个传声器而言，局部的风噪为非相干信号。

而同一位面的数个传声器接收到的上游风机的噪声为相干信号，对于管道截止频率以下的噪声，在同样的位面各传声器位置来说该噪声是同相位，故可以将该信号从局部流噪声中分离出来。

处理方式是对架体两端所有传声器接受到的信号分别求取平均值，作为参考声信号和误差信号，对流噪声的干扰形成抑制作用，产生的抑制效果为10log₁₀n，其中n表示传声器个数，即采用3个传声器进行简单平均的处理大致对流噪声形成4.8dB的抑制作用。

利用同一位面的数个传声器接收到的上游风机的噪声为相干信号这一特点还可以采用相关分析的方法对不同传声器的信号进行提取，可以对非相干的流噪声信号产生更高效的抑制作用。

第三方面，如图4所示，本实用新型提供了一种复合消声装置，包括被动式消声器300和上述第二方面的主动式消声器200，主动式消声器200以插拔安装的方式设置在被动式消声器300中。

具体而言，参考图3和图4，主动式消声器200的架体202可插拔的安装在被动式消声器300的型腔内。根据实际生产情况，被动式消声器的型腔内设置有滑道，便于主动式消声器200的拔插。

如图5所示，在本实用新型的另一个实施例中，被动式消声器300包括内衬板301和外壳302，内衬板301和外壳302形成中空区域303，中空区域303填充有吸声材料。

此外，主动式消声器200的外表面与内衬板301贴合。对任何可能的突变结构进行平滑处理，避免突变结构对气流的扰动，减小流噪声的产生。内衬板301可以采用具有足够结构强度的穿孔板。

具体地，主动式消声器200的架体202的外表面与被动式消声器300配合后，与内衬板301贴合。由此可知，被动式消声器300的型腔由内衬板301形成。

进一步地，在本实施例中纵向分布的传声器100所连成的直线与内衬板301垂直。

另外，在本实施例中吸声材料可以为吸音棉、微孔吸声结构、吸音泡沫材料中的一种或几种。但本实施例不限于以上所举例的几种吸声材料。

针对本实施例的中空区域303而言，在本实用新型的一个实施例中，被动式消声器300包括多个侧壁，其中至少两个侧壁形成有中空区域303。

换句话说，例如，外壳302的截面为多边形，内衬板301可能存在其中至少两个边上，并与外壳形成中空区域303。

也可例如，外壳302的截面为多边形的环形，其中，在此环形的外壳302的内边中存在至少两个边采用的是内衬板301，与内衬板形成的中空区域303内设置有吸声材料。

参考图4和图5，在本实用新型的一个实施例中，复合消声装置还包括法兰400，法兰400设置在复合消声装置的两端，用于与管道内部连接。

换句话说，法兰400可采用不同的尺寸和安装方式，由管道决定，用于将复合消声装置固定安装到管道中。

本实施例的主被动复合消声装置可以采用了固定尺寸的设计，即参考型传声器到次级声源201的距离，以及次级声源201到误差型传声器的距离保持固定。

并且中空区域303的厚度和吸声材料保持固定，则次级声反馈回路和次级通道在一定频率范围内基本保持不变，可以采用预先设定好相应工作参数的方法，在主动式消声器200运行时直接按预定的参数进行工作，采用自适应滤波器和相应的算法可以使主动式消声器200工作在最佳的工作状态，对中低频噪声形成抑制作用。

在某些消声器负载变化较大的应用场合，也可以将主动式消声器200设计为具备在线校准功能。则在使用主动降噪功能前，需要根据初级声源，进行初级声源与传声器之间传递参数的测定。

再驱动次级声源发出标准白噪声或粉红噪声，盖过初级声源的噪声或关闭初级声源的情况下测定次级声源的反馈回路特性和次级声通道特性，完成主动降噪系统参数的适配。再次工作时便可以使主动式消声器200降噪性能贴合管道的实际条件。

主动式消声器200采用的降噪算法可以是固定系数算法，也可以采用自适应滤波算法和相应的变种算法，这些算法可以在各种公开的文献资料中获得。

采用本实用新型实施例提供的结构，可以解决目前主被动复合形式的消声器在应用过程中的突出问题，克服现有主动式消声器适应性弱的问题，保证整个消声降噪系统在高中低各个频段均具有均衡的降噪效果，并具有足够高的鲁棒性。

本实用新型提供的传声器，通过圆锥形头部的流水型结构用于在高流速下减小气流产生的局部湍流现象以控制流噪声，圆锥形头部后面是穿孔网结构，穿孔网的通孔与空心管体相同，使声能量可以透过穿孔网进行内部，被安装在内部的传声器主体接收。

进一步地，本实用新型还提供了主动式消声器和复合消声装置，主动式消声器和复合消声装置也包括传声器结构，因此也具备以上优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种传声器，其特征在于，包括：圆锥形头部、空心管体和设在所述圆锥形头部与所述空心管体之间的穿孔网，

所述穿孔网周向开设有通孔，所述通孔与所述空心管体连通，所述空心管体内设置有传声器主体，

所述穿孔网与所述空心管体可拆卸的连接。

2.根据权利要求1所述的传声器，其特征在于，所述圆锥形头部与所述穿孔网可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的传声器，其特征在于，所述空心管体的外部设置有传声器安装座，所述传声器安装座用于将所述传声器安装在消声器上。

4.一种主动式消声器，其特征在于，包括次级声源、架体、控制电路板和权利要求1至3任一项的所述传声器，所述传声器设置在所述架体沿长度方向的两端，

所述传声器、所述次级声源与所述架体均与所述控制电路板通过信号线连接。

5.根据权利要求4所述的主动式消声器，其特征在于，多个所述传声器设置在所述架体的两端。

6.根据权利要求5所述的主动式消声器，其特征在于，所述架体的其中一端的所述传声器置于声源的上游用于获取参考信号，所述架体的另一端的所述传声器置于声源的下游用于获取误差信号。

7.一种复合消声装置，其特征在于，包括被动式消声器和权利要求4至6任一项的所述主动式消声器，所述主动式消声器以插拔安装的方式设置在所述被动式消声器中。

8.根据权利要求7所述的复合消声装置，其特征在于，所述被动式消声器包括内衬板和外壳，所述内衬板和所述外壳形成中空区域，所述中空区域填充有吸声材料，

所述主动式消声器的外表面与所述内衬板贴合。

9.根据权利要求8所述的复合消声装置，其特征在于，所述被动式消声器包括多个侧壁，其中至少两个所述侧壁形成有所述中空区域。

10.根据权利要求8所述的复合消声装置，其特征在于，还包括法兰，所述法兰设置在所述复合消声装置的两端，所述法兰用于将所述复合消声装置安装在管道内。

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