DE4011658C2

DE4011658C2 -

Info

Publication number: DE4011658C2
Application number: DE4011658A
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr. 8000 Muenchen De Bschorr; Reinhard 8028 Taufkirchen De Pongratz
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1990-04-11
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: DE4011658A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antischallgenerator zum Auslöschen von periodischem Lärm, der von einer Lärm quelle erzeugt wird.The invention relates to an anti-noise generator to cancel out periodic noise, that of a noise source is generated.

Derartige Antischallgeneratoren werden derzeit elektronisch dadurch realisiert, daß ein akustischer Aufnehmer vorgesehen ist, der den auszulöschenden Lärm erfaßt. Das Ausgangssignal dieses Aufnehmers ist an eine elektronische Steuereinheit mit Verstärker ange legt, die eine zweite Lärm- bzw. Schallquelle als Akustik-Adaptor steuert, deren Lärm den Lärm der (Primär)-Lärmquelle auslöscht (vgl z. B. DE 25 07 428 A1).Such anti-noise generators are currently electronic realizes that an acoustic pickup is provided which the noise to be canceled. The output signal of this Sensor is attached to an electronic control unit with an amplifier that controls a second noise or sound source as an acoustic adapter, whose noise cancels the noise from the (primary) noise source (cf. e.g. B. DE 25 07 428 A1).

Da der Lärm der auszulöschenden (Primär)-Lärmquelle insbe sondere dann, wenn die Geräusche von Schiffsschrauben oder dergleichen ausgelöscht werden sollen, Schallwellen hoher Frequenz enthält, sind bei herkömmlichen Antischallgenera toren eine aufwendige elektronische Steuerung sowie auf wendige Schallerzeuger für die Schallwellen erforderlich, die mit den Schallwellen der (Primär)-Lärmquelle inter ferieren sollen.Because the noise of the (primary) noise source to be canceled is particularly especially when the sounds of propellers or The like should be extinguished, sound waves higher Frequency contains are in conventional antisound genera a complex electronic control as well agile sound generator required for the sound waves, which interacts with the sound waves of the (primary) noise source should celebrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anti schallgenerator zum Auslöschen von periodischem Lärm anzugeben, der einfach aufgebaut ist, und der dennoch zum Auslöschen des von unterschiedlichen Lärmquellen ausgehen den Schalls in Fluiden verwendet werden kann. The invention has for its object an anti sound generator to eliminate periodic noise to specify, which is simple, and yet to Extinguishing that emanate from different sources of noise the sound can be used in fluids.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent anspruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.An inventive solution to this problem is in the patent Claim 1 marked. Developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, einen An tischallgenerator dadurch zu realisieren, daß wenigstens ein Fluidik-Verstärker verwendet wird, an dem der auszu löschende Lärm als Eingangssignal angelegt ist, und der Schallwellen mit einer geeigneten Phasenverschiebung er zeugt, so daß durch die Interferenz dieser Schallwellen mit dem auszulöschenden Lärm der (Primär)-Lärmquelle die ser Lärm (in vorgegebenen Grenzwerten) nicht mehr erfaßbar ist.The invention is based on the basic idea of an table generator to realize that at least a fluidic amplifier is used, on which the to extinguishing noise is applied as an input signal, and the Sound waves with a suitable phase shift testifies so that by the interference of these sound waves with the noise to be extinguished from the (primary) noise source This noise can no longer be recorded (within specified limit values) is.

Demgemäß ist wenigstens ein Fluidik-Verstärker vorgesehen, der mindestens einen Eingangsanschluß und mindestens zwei Ausgangsanschlüsse aufweist.Accordingly, at least one fluidics amplifier is provided, the at least one input port and at least two Has output connections.

An den oder die Eingangsanschlüsse ist jeweils das eine Ende der Rohrleitung angeschlossen, die als Steuerleitung für den Fluidik-Verstärker dient. Das andere Ende der Rohrleitung ist offen. Dieses Ende ist im Nahfeld der Lärmquelle angeordnet, so daß die Rohrleitung den Lärm der Lärmquelle direkt als Steuersignal an den Eingangsanschluß des Fluidik-Verstärkers anlegt. Ferner sind an den Aus gangsanschlüssen des oder der Fluidik-Verstärker geeignete Akustik-Adaptoren vorgesehen.There is one at each of the input connections End of the pipeline connected as the control line serves for the fluidics amplifier. The other end of the Pipeline is open. This end is in the near field Noise source arranged so that the pipeline the noise of the Noise source directly as a control signal to the input connector of the fluidic amplifier. Furthermore, at the end suitable connections of the fluidic amplifier (s) Acoustic adapters provided.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung erhält man einen Antischallgenerator, der ohne eine elektronische Steuer einheit auskommt. Dabei ist die im Anspruch 2 gekenn zeichnete Ausbildung, gemäß der benachbarte Ausgangsan schlüsse um 180° phasenverschobene Schallwellen abstrahlen und die schallabstrahlenden Öffnungen der benachbarten Ausgangsanschlüssen zugeordneten Akustik-Adaptoren einen Abstand haben, der ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt, besonders bevorzugt. Durch diese Ausbildung ergibt sich ein nicht von einer "punktförmigen" Schall quelle ausgehendes Lärmfeld; so daß in einem großen Raum bereich eine Auslöschung des Lärms durch Interferenz mög lich wird.With this training according to the invention, one receives Anti-noise generator without electronic control unity gets by. It is known in claim 2 recorded training, according to the neighboring exit radiate sound waves out of phase by 180 ° and the sound-emitting openings of the neighboring ones Acoustic adapters assigned to output connections Distance that is an odd multiple of λ / 2 is particularly preferred. Through this training does not result from a "punctiform" sound source outgoing noise field; so that in a large room possible to eliminate the noise by interference becomes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter be schrieben, in der zeigen:The invention is based on execution examples further with reference to the drawing wrote in the show:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Antischallgenerators, Fig. 1 shows the basic structure of an anti-noise generator according to the invention,

Fig. 2 bis 9 bei diesem Antischallgenerator verwendbare Detaillösungen. Fig. 2 to 9 detail solutions that can be used with this anti-noise generator.

Fig. 1 zeigt einen Antischallgenerator, der einen Flui dik-Verstärker 1 aufweist, dessen Aufbau im folgenden noch näher erläutert werden wird. Der Eingangsanschluß 5 des Fluidik-Verstärkers 1 ist mit dem einen Ende einer als Steuerleitung dienenden Rohrleitung 2 verbunden. Das ande re Ende der Rohrleitung 2 ist offen und im Nahfeld einer Lärmquelle angeordnet, die den Lärm abstrahlt, der ausge löscht werden soll. An den beiden Ausgangsanschlüssen 41 und 42 sind in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellte Akustikadaptoren 6 vorgesehen, die beispielsweise λ/4- Helmholtz-Resonatoren oder Trichterresonatoren sein können (Anspruch 2 bzw. 3). Die Akustik-Adaptoren 6 können dabei die gleiche Spektralcharakteristik haben, in bestimmten Fällen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn sie eine un terschiedliche Spektralcharakteristik haben, so daß auch das Lärmfeld breitbandiger Lärmquellen ausgelöscht werden kann (Anspruch 4). Ferner beträgt der Abstand der beiden schallabstrahlenden Öffnungen der Akustikadaptoren ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 und die Öffnung strah len um 180° phasenverschobene Schallwellen ab. Fig. 1 shows an anti-noise generator having a fluidic amplifier 1 , the structure of which will be explained in more detail below. The input connection 5 of the fluidic amplifier 1 is connected to one end of a pipe 2 serving as a control line. The other end of the pipe 2 is open and arranged in the near field of a noise source that emits the noise that is to be extinguished. At the two output connections 41 and 42 , only schematically illustrated acoustic adapters 6 are provided in FIG. 1, which can be, for example, λ / 4 Helmholtz resonators or funnel resonators (claims 2 and 3, respectively). The acoustic adapters 6 can have the same spectral characteristic, but in certain cases it can be advantageous if they have a different spectral characteristic so that the noise field of broadband noise sources can be canceled (claim 4). Furthermore, the distance between the two sound-emitting openings of the acoustic adapters is an odd multiple of λ / 2 and the opening emits sound waves 180 ° out of phase.

Fig. 2 zeigt vergrößert ein Ausführungsbeispiel für einen Fluidik-Verstärker 1. Der Fluidik-Verstärker 1 weist eine Versorgungsleitung 7 auf, in die von der Steuerleitung 2 ausgehende Zweigleitungen 21 und 22 münden. Die Verbin dungsstelle der Leitungen 7, 21 und 22 ist über Zweiglei tungen 23 mit dem Verstärkerausgangsanschlüssen 41 und 42 verbunden die wiederum - wie bereits beschrieben, mit den Akustik-Adaptoren 6 verbunden sind. Fig. 2 shows enlarged an embodiment of a fluidic amplifier 1. The fluidics amplifier 1 has a supply line 7 , into which branch lines 21 and 22 emanating from the control line 2 open. The connec tion of the lines 7 , 21 and 22 is connected via lines 23 to the amplifier output connections 41 and 42 which in turn - as already described - are connected to the acoustic adapters 6 .

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Fluidik-Verstärker 1, der sich von dem in Fig. 2 darge stellten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß in den Steuerleitungen 21 und 22 akustische Filter 8 vorge sehen sind (Anspruch 5). Ansonsten entsprechen mit glei chen Bezugszeichen bezeichnete Teile den in Verbindung mit Fig. 2 erläuterten Teilen. Fig. 3 shows a further embodiment for a fluidic amplifier 1 , which differs from the embodiment shown in Fig. 2 Darge in that in the control lines 21 and 22 acoustic filter 8 are easily seen (claim 5). Otherwise, parts designated by the same reference numerals correspond to the parts explained in connection with FIG. 2.

Fig. 4 zeigt eine weitere Modifikation des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem die als Steu erleitung dienende Rohrleitung 2 an ihrem freien Ende, das im Nahfeld der Schallquelle 3 angeordnet ist, zur Ver stärkung des Eingangssignals mit einem Empfangsresonator, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Empfangshorn 9 ausgebildet ist, versehen ist (Anspruch 6). Fig. 4 shows a further modification of the embodiment shown in Fig. 1, in which the pipe serving as a control line 2 at its free end, which is arranged in the near field of the sound source 3 , for the amplification of the input signal with a receiving resonator, which in the shown embodiment is designed as a receiving horn 9 is provided (claim 6).

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zur Real isierung einer Koinzidenzkette mehrere Antischallge neratoren räumlich versetzt hintereinander angeordnet sind. Jeder der Antischallgeneratoren weist einen Flui dik-Verstärker 1 und zugeordnete Akustik-Adaptoren 6 auf. Die Fluidik-Verstärker sind jeweils mit einem entsprechend der Versetzung verzögerten Steuersignal beaufschlagt (An spruch 7). Fig. 5 shows an embodiment in which for the realization of a coincidence chain several Antischallge generators are spatially offset one behind the other. Each of the anti-noise generators has a fluidic amplifier 1 and associated acoustic adapters 6 . The fluidic amplifiers are each acted upon by a control signal delayed in accordance with the offset (claim 7).

Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation eines erfindungs gemäßen Antischallgenerators, bei dem die Akustik-Adapto ren 6, die an die Ausgangsanschlüsse des Fluidik-Verstär kers angeschlossen sind, mit einstellbaren Resonatoren 10 versehen sind. Durch die entsprechende Einstellung der Resonatoren 10, die beispielsweise einen längs der Achse der Akustik-Adaptoren verschiebbaren Trichter aufweisen, kann die Resonanzfrequenz des den Antischall emittierenden Resonators nachgestellt werden (Anspruch 8). Fig. 6 shows a further modification of an anti-noise generator according to the invention, in which the acoustic adapters 6 , which are connected to the output connections of the fluidic amplifier, are provided with adjustable resonators 10 . The resonance frequency of the resonator emitting the anti-noise can be adjusted by appropriately adjusting the resonators 10 , which have, for example, a funnel that can be displaced along the axis of the acoustic adapters.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen eine Monopolcharakteristik realisiert ist. FIGS. 7 to 9 show embodiments in which a monopole characteristic is realized.

Hierzu ist bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbei spiel der eine Ausgangsanschluß des Verstärkers 1 mit einem abgeschlossenen, nichtstrahlenden Resonatorraums 11 verbunden. Der andere Ausgangsanschluß, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Ausgangsanschluß 41 mündet in einen als Horn ausgebildeten Akustikadapter 6 (Anspruch 9).For this purpose, in the embodiment shown in FIG. 7, the one output connection of the amplifier 1 is connected to a closed, non-radiating resonator chamber 11 . The other output connection, in the exemplary embodiment shown, the output connection 41 opens into an acoustic adapter 6 designed as a horn (claim 9).

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zur Realisierung eines Antischallgenerators mit Monopol charakteristik einer der beiden Ausgangsanschlüsse des Fluidik-Verstärkers 1, beispielsweise der Ausgangsanschluß 42 in den Druckraum und der andere Ausgangsanschluß, also beispielsweise der Ausgangsanschluß 41 in den Schnellebe reich 12 eines Akustik-Resonators mündet (Anspruch 10). Fig. 8 shows a further embodiment in which one of the two output connections of the fluidic amplifier 1 , for example the output connection 42 in the pressure chamber and the other output connection, for example the output connection 41 in the Schnellbe range 12 to implement an anti-noise generator with monopole characteristic Acoustic resonator opens (claim 10).

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel mün den beide Ausgangsanschlüsse des Fluidik-Verstärkers 1 in Zwischenresonatoren 12 ₁ und 12 ₂, die beide mit einem ge meinsamen, nachgeschalteten Emissionsresonator 13 ver bunden sind. Die Resonanzfrequenzen der Zwischenresona toren sind so abgestimmt, daß sie oberhalb und unterhalb der Arbeitsfrequenz der Lärmquelle 3 liegen (Anspruch 11) .In the embodiment shown in FIG. 9, the two output connections of the fluidic amplifier 1 in intermediate resonators 12 ₁ and 12 ₂ , both of which are connected to a common, downstream emission resonator 13 . The resonance frequencies of the intermediate resonators are tuned so that they are above and below the working frequency of the noise source 3 (claim 11).

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Äusführungsbei spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan kens beschrieben worden. Insbesondere können zur Reali sierung der Erfindung auch anders ausgebildete Fluidik- Verstärker verwendet werden. Ferner ist es möglich, daß die Fluidik-Verstärker auch mehr als zwei Ausgangsan schlüsse haben. In jedem Falle ist es jedoch bevorzugt, wenn die benachbarten Ausgangsanschlüssen zugeordneten schallabstrahlenden Öffnungen um 180° phasenverschobene Schallwellen abstrahlen und der Abstand zwischen benach barten schallabstrahlenden Öffnungen der Akustik-Adaptoren ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt.The invention is based on an embodiment game without limiting the general inventive concept kens. In particular, Reali sation of the invention also differently designed fluidics Amplifiers are used. It is also possible that the fluidics amplifier also has more than two outputs have conclusions. In any case, however, it is preferred if the adjacent output ports are assigned sound-emitting openings out of phase by 180 ° Radiate sound waves and the distance between neighboring have sound-emitting openings in the acoustic adapters is an odd multiple of λ / 2.

Claims

1. An anti-noise generator for extinguishing periodic noise generated by a noise source, with the following features:

- At least one fluidic amplifier ( 1 ) is provided, which has at least one input connection ( 5 ) and at least two output connections ( 41, 42 ),
one end of a pipe ( 2 ) is connected to the one or more input connections ( 5 ), the other end of which is open and arranged in the near field of the noise source ( 3 )
- At the output connections ( 41 , 42 ) acoustic adapters ( 6 ) are provided, with adjacent output connections ( 41, 42 ) emitting sound waves out of phase by 180 °, and with the sound-radiating openings of the adjacent output connections assigned acoustic adapters ( 6 ) have a distance that is an odd multiple of λ / 2.

2. Anti-noise generator according to claim 1, characterized in that the acoustic adapters ( 6 ) are λ / 4 Helmholtz resonators.

3. Anti-noise generator according to claim 1, characterized in that the acoustic adapters ( 6 ) are funnel resonators.

4. An acoustic generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that adjacent acoustic adapters ( 6 ) have a different spectral characteristic.

6. Anti-noise generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fluidic amplifier has control lines ( 21 , 22 ) for the output connections ( 41 , 42 ), in which acoustic filters ( 8 ) are installed for volume adjustment ( Fig. 3rd ).

6. Anti-noise generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that a receiving resonator or a receiving horn ( 9 ) is provided at the free end of the pipe ( 2 ) ( Fig. 4).

7. An anti-noise generator according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of fluidics amplifiers ( 1 ) are arranged spatially offset behind one another, which are acted upon with a correspondingly delayed control signal, so that there is a coincidence chain ( Fig. 5th ).

8. An anti-noise generator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the resonance frequencies of the anti-noise emitting resonators are adjustable ( Fig. 6).

9. Anti-noise generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that one ( 41 ) of the two amplifier output connections ( 41, 42 ) of the fluidic amplifier ( 1 ) in an emitting acoustic adapter ( 6 ) and the other ( 42 ) opens into a closed, non-radiating resonator ( 11 ), so that a monopole characteristic results ( FIG. 7).

10. Anti-noise generator according to one of claims 1 to 9, characterized in that one ( 42 ) of the two output connections ( 41, 42 ) of the fluidic amplifier ( 1 ) in the pressure and the other ( 41 ) in the fast range ( 12 ) of an acoustic resonator opens, so that there is a monopole characteristic ( Fig. 8).

11. Anti-noise generator according to one of claims 1 to 10, characterized in that adjacent output connections of the fluidic amplifier ( 1 ) each lead to intermediate resonators ( 12 ₁, 12 ₂) whose resonance frequencies are below and above the working frequencies, and which with a common, downstream emission resonator ( 13 ) are connected, so that there is a monopole characteristic ( Fig. 9).