JP2006105484A - Noise reduction device and noise reduction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、開口部に進入しようとする騒音を低減する装置及び騒音低減方法に関し、例えば、開口部を有する壁面、或いは換気システムにおけるダクト内の騒音を低減するのに用いて好適な騒音低減装置及び騒音低減方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a noise reduction method for reducing noise entering an opening, for example, a noise reduction apparatus suitable for use in reducing noise in a wall having an opening or a duct in a ventilation system. And a noise reduction method.
ダクトへの伝播音低減のための騒音制御では、ダクト断面に音響モードが生じるため、制御演算装置を多チャンネル化することにより対応していた。しかしながら、多チャンネル化すると演算装置への負荷の増加により、演算速度に遅延をもたらすのが避けられない。また、高次モードの検出を行うために多くのマイクロフォンを必要とする。この場合においては、簡易システムで充分な検出精度を上げるようなマイクロフォンの配置設定と、それに応じた演算を行っていた(例えば特許文献1、特許文献2、及び特許文献3参照)。
The noise control for reducing the sound propagated to the duct is supported by making the control arithmetic device multi-channel because an acoustic mode occurs in the duct cross section. However, when the number of channels is increased, it is inevitable that the calculation speed is delayed due to an increase in the load on the calculation device. In addition, a large number of microphones are required to perform high-order mode detection. In this case, the microphone arrangement setting that increases the detection accuracy sufficiently with the simple system and the calculation according to the setting are performed (see, for example,
しかし、これらの手法は、上述のように、多くのマイクロフォンを必要とし、それによって、それら複数のマイクロフォンの設置がスペース的に且つ作業的に煩雑なだけでなく、制御演算装置にも負荷を掛ける結果をもたらしていた。 However, these methods require a large number of microphones as described above, so that the installation of the plurality of microphones is not only complicated in terms of space and work but also places a load on the control arithmetic unit. Had brought results.
これに対し、マイクロフォンの数を減らすことにより複数のマイクロフォンの設置の手間を省き、さらに、制御演算装置を簡易化するため、ダクト内部を、気流の流れる方向に沿って、平面波のみが生じる形状に分割する方法がある(例えば特許文献4参照)。この手法では、ダクト内部を分割するものであるため、ダクト設計、製造及び組み立てが複雑化する問題を新たに生じさせる。
前述のように、従来は、ダクトの断面に音響モードが発生するため、多チャンネルシステムにしなければならなかった。これを避けるべく、単一チャンネルシステム化することも行われている。つまり、ダクト内部に仕切り板を挿入し、この内部を複数のスリット又はセルに分割することで、各スリット又はセル内で平面波を生成するダクト構造としていた。このため、音響モードを正確に把握した上で、モード形状に応じたダクト構造にする必要があった。このダクト構造は複雑なダクト構造になるという結果を招いていた。 As described above, conventionally, since an acoustic mode is generated in the cross section of the duct, a multi-channel system has to be used. In order to avoid this, a single channel system is also being developed. In other words, a partition plate is inserted inside the duct, and the inside is divided into a plurality of slits or cells, thereby forming a duct structure that generates a plane wave in each slit or cell. For this reason, it was necessary to make the duct structure according to the mode shape after accurately grasping the acoustic mode. This duct structure resulted in a complex duct structure.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、ダクト断面構造を簡易化し、音響モード形状を考慮しなくてもよい、能動消音を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide active silencing that simplifies the duct cross-sectional structure and does not require consideration of the acoustic mode shape.
本発明は、開口部を有する壁面の一方側における騒音が、前記開口部から他方側に侵入する際のレベルを低減する騒音低減装置であって、縦a、横bにして、
さらに、本発明は、開口部を有する壁面の一方側からの騒音が、前記開口部から他方側に侵入する際のレベルを低減する騒音低減装置であって、縦a、横bにして、
さらに、本発明は、開口部を有する壁面の一方側における騒音が、前記開口部から他方側に侵入する際のレベルを低減する騒音低減方法であって、前記開口部を縦a、横bの矩形状に設定し、
本発明によれば、開口部から進入しようとする騒音を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce noise that tends to enter from the opening.
以下に発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the invention will be described below.
図1(a)、(b)は本発明の実施例を説明するための装置全体の斜視図及び縦断側面説明図である。ここでは、外部からの入射騒音3が筐体1の内部に壁面における開口部(又は、換気システムにおけるダクト)2から入り込もうとする場合を想定する。この場合において、入射騒音3を、前記開口部2の大きさを、能動消音上平面波として考慮可能な大きさのものとすることにより、筐体1の内部に設けた付加音源スピーカ5によって、高効率に相殺しようとするものである。
FIGS. 1A and 1B are a perspective view and a longitudinal sectional side view of the entire apparatus for explaining an embodiment of the present invention. Here, the case where the incident noise 3 from the outside tries to enter the inside of the
ここで、本発明の実施例を詳しく説明する前に、本発明の基本的な概念について説明する。本発明は、開口(ダクト)の形状、つまり、縦横比を規定するに当り、モード形状に基づいてなされた従来の概念とは基本的な考え方を全く異にする発明である。つまり、本発明は、制御効果の理論に基づいてなされた発明である。以下にこの理論を説明する。 Here, before describing the embodiments of the present invention in detail, the basic concept of the present invention will be described. In defining the shape of the opening (duct), that is, the aspect ratio, the present invention is an invention in which the basic concept is completely different from the conventional concept made based on the mode shape. That is, the present invention is based on the theory of control effect. This theory is explained below.
騒音源からの音(p1)と付加音源スピーカからの音(p2)の2つの音が同振幅であると仮定すると、これらの2つの音の合成音は、音圧を最小としたい場合、
と表せる。このときの騒音源からの音(p1)と付加音源スピーカからの音(p2)間の位相差(ξ(rad))は
ξ=π (式2)
と導かれる。
Assuming that the two sounds of the sound from the noise source (p 1 ) and the sound from the additional sound source speaker (p 2 ) have the same amplitude, the synthesized sound of these two sounds is to minimize the sound pressure. ,
It can be expressed. At this time, the phase difference (ξ (rad)) between the sound (p 1 ) from the noise source and the sound (p 2 ) from the additional sound source speaker is ξ = π (Expression 2)
It is guided.
一方、音圧低減可能な騒音源からの音(p1)と付加音源スピーカからの音(p2)間の位相差(ξ(rad))の範囲を求めると、
(式2)と(式4)から、音圧低減理想的な位相差としてのπからの誤差範囲(δ(rad))は
本発明は、上記の理論に基づくものである。 The present invention is based on the above theory.
今、図1に示す筐体1を想定する。この筐体1は、図1(a)の手前側としての前側面(壁面)に縦横がa,bである開口部2を有する。この開口部2の奥側(騒音の下流側)にはダクト20が形成されている。この筐体1の前側面上に、図1(b)からわかるように、入射騒音3を検出するレファレンスマイクロフォン4を、開口部2の近傍に設置する。
Now, a
前記開口部2につながるダクト20内に付加音源スピーカ5を設置する。さらにダクトの下流側にエラーマイクロフォン6を設置する。
The additional
図2は、開口部2の寸法とエラーマイクロフォン6の設置位置との関係を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the dimension of the opening 2 and the installation position of the error microphone 6.
縦横a,bの開口部2は、能動消音上平面波として制御可能な寸法範囲のものとして大きさが能動規定されたものである。即ち、開口部2における対角線の長さが、円周率πを波数k(=2πf/c ,f :周波数,c :音速)と任意の実数n(nは、1≦n≦2を満す実数)との積で除した値よりも小さい。つまり
この式を満足させるのは、開口部2において平面波を作るためである。この開口部2内にエラーマイクロフォン設置範囲7が決められる。このエラーマイクロフォン設置範囲7は、縦(n−1)a、横(n−1)bとして大きさが設定される。
This equation is satisfied in order to produce a plane wave in the opening 2. An error
図3は、本発明の装置の全体を示すブロック図である。この装置は、以上に説明した要素以外のものとして、制御装置9と内部係数記憶装置10を有する。図中、8は図心である。
FIG. 3 is a block diagram showing the entire apparatus of the present invention. This device includes a
この装置において、入射騒音3はレファレンスマイクロフォン4によって検出され、制御装置9に伝えられる。制御装置9は、レファレンスマイクロフォン4の信号を元に、付加音源スピーカ5から、エラーマイクロフォン6による検出音が最小となる評価関数を満たすように演算して信号を生成し、この信号によって付加音源スピーカ5から付加音を射出させる。そして、入射騒音3と付加音との合成音はエラーマイクロフォン6によって検出される。上記過程において、制御装置9による上記演算の結果は内部係数記憶装置10に記憶される。記憶した上記の結果を固定係数として用いることにより、エラーマイクロフォン6は最終的に省略することができる。
In this apparatus, incident noise 3 is detected by a
図5は、開口部2Aが、図1の開口部2よりも横に長い、つまり、横の長さが例えば(3×b)というように、開口部2よりも3倍である場合を示している。この場合には、横の長さのb毎に区画する仕切板21,21を設けることにより、図1の場合と同様に考えることができる。また、この仕切板21は省略することもできる。このような場合において、各区画(a×b)毎に、図1と同様に、レファレンスマイクロフォン4、付加音源スピーカ5、エラーマイクロフォン6を設置すればよい。つまり、もし仮に、開口部が図2の開口部2よりも横長の場合には、横の長さがb毎の複数のセル単位毎のものとして考えればよいことになる。即ち、例えば、開口部2Aが、図5のように、縦a、横3bの場合には、縦a、横bの範囲を1つのセル単位として考える。この1つのセル単位毎に、図1、図2等と同様に、レファレンスマイクロフォン4、付加音源スピーカ5、エラーマイクロフォン6を設ければよい。これにより、上述のような、縦a、横bの開口部2の場合と同様な考え方で、騒音を低減可能である。
FIG. 5 shows a case where the
図4は、本発明の実施例の効果を示すグラフである。縦軸は、音圧レベルSPL(サウンドプレッシャレベル)を示す。中央周波数が250Hz,500Hz,全周波数OA(オーバーオール)において、それぞれ左側は本発明を適用しないとき、右側は本発明を適用したときの、音ノイズのレベルを示す。この図4からわかるように、本発明の実施例によれば、各周波数において、それぞれ騒音が低減されているのがわかる。 FIG. 4 is a graph showing the effect of the embodiment of the present invention. The vertical axis represents the sound pressure level SPL (sound pressure level). When the center frequency is 250 Hz, 500 Hz, and all frequencies OA (overall), the left side indicates the sound noise level when the present invention is not applied, and the right side indicates the sound noise level when the present invention is applied. As can be seen from FIG. 4, according to the embodiment of the present invention, it can be seen that noise is reduced at each frequency.
1 筐体
2 開口部
3 入射騒音
4 レファレンスマイクロフォン
5 付加音源スピーカ
6 エラーマイクロフォン
7 エラーマイクロフォン設置範囲
8 図心
9 制御装置
10 内部係数記憶装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
縦a、横bにして、
前記他方側に配置され、前記騒音に付加する付加音を放射させる、付加音源スピーカと、
前記他方側に配置され、前記騒音と前記付加音との合成音を検出するエラーマイクロフォンであって、前記壁面とほぼ平行な面内において、縦(n−1)a、横(n−1)bの矩形で、図心を、前記開口部の図心とほぼ一致させた、エラーマイクロフォン設置範囲に設けられた、エラーマイクロフォンと、
前記エラーマイクロフォンで検出する前記合成音の音圧が最小となる評価関数を、前記リファレンスマイクロフォンで検出した騒音の音圧を基にして、演算すると共に、付加音源スピーカ用の付加音信号を生成する、制御装置と、
を備えることを特徴とする、騒音低減装置。 A noise reduction device that reduces the level of noise on one side of a wall surface having an opening when entering the other side from the opening,
Vertical a, horizontal b,
An additional sound source speaker that is disposed on the other side and radiates an additional sound to be added to the noise;
An error microphone that is disposed on the other side and detects a synthesized sound of the noise and the additional sound, and is vertically (n−1) a and horizontally (n−1) within a plane substantially parallel to the wall surface. an error microphone provided in an error microphone installation range, wherein the centroid of the rectangle b is substantially coincident with the centroid of the opening;
An evaluation function that minimizes the sound pressure of the synthesized sound detected by the error microphone is calculated based on the sound pressure of the noise detected by the reference microphone, and an additional sound signal for the additional sound source speaker is generated. A control device;
A noise reduction device comprising:
縦a、横bにして、
前記セル単位毎において、前記他方側に配置され、前記騒音に付加する付加音を放射させる、付加音源スピーカと、
前記セル単位毎において、前記他方側に配置され、前記騒音と前記付加音との合成音を検出するエラーマイクロフォンであって、前記壁面とほぼ平行な面内において、縦(n−1)a、横(n−1)bの矩形で、図心を、前記セル単位の図心とほぼ一致させた、エラーマイクロフォン設置範囲に設けられた、エラーマイクロフォンと、
前記セル単位毎において、前記各エラーマイクロフォンで検出する前記合成音の音圧が最小となる評価関数を、前記各リファレンスマイクロフォンで検出した騒音の音圧を基にして、演算すると共に、付加音源スピーカ用の付加音信号を生成する、制御装置と、
を備えることを特徴とする、騒音低減装置。 A noise reduction device that reduces the level of noise on one side of a wall surface having an opening when entering the other side from the opening,
Vertical a, horizontal b,
An additional sound source speaker that is arranged on the other side and emits an additional sound to be added to the noise in each cell unit;
In each cell unit, an error microphone that is arranged on the other side and detects a synthesized sound of the noise and the additional sound, and is vertically (n−1) a in a plane substantially parallel to the wall surface, An error microphone provided in an error microphone installation range in a horizontal (n-1) b rectangle and having a centroid substantially coincident with the centroid of the cell unit;
For each cell unit, an evaluation function that minimizes the sound pressure of the synthesized sound detected by each error microphone is calculated based on the sound pressure of the noise detected by each reference microphone, and an additional sound source speaker A control device for generating an additional sound signal for
A noise reduction device comprising:
前記開口部を縦a、横bの矩形状に設定し、
前記開口部の近傍にレファレンスマイクロフォンを配置し、
前記他方側に、前記騒音に付加音を放射する付加音源スピーカを設け、
さらに、前記他方側に、前記騒音と前記付加音との合成音を検出するエラーマイクロフォンを設け、かつ、このエラーマイクロフォンは、前記壁面とほぼ平行な面内において、縦(n−1)a、横(n−1)bの矩形で、図心を、前記開口部の図心とほぼ一致させた、エラーマイクロフォン設置範囲に設け、
前記エラーマイクロフォンで検出する前記合成音の音圧が最小となる評価関数を、制御装置によって、前記リファレンスマイクロフォンで検出した騒音の音圧を基にして、演算すると共に、付加音源スピーカ用の付加音信号を生成し、この付加音信号によって前記付加音源スピーカから付加音を放射させる、
ことを特徴とする、騒音低減方法。 A noise reduction method for reducing the level of noise on one side of a wall surface having an opening when entering the other side from the opening,
The opening is set to a rectangular shape of length a and width b,
Place a reference microphone in the vicinity of the opening,
On the other side, an additional sound source speaker that radiates an additional sound to the noise is provided,
Further, an error microphone for detecting a synthesized sound of the noise and the additional sound is provided on the other side, and the error microphone is arranged in a vertical (n−1) a, in a plane substantially parallel to the wall surface. A lateral (n-1) b rectangle with a centroid substantially aligned with the centroid of the opening, in the error microphone installation range;
An evaluation function that minimizes the sound pressure of the synthesized sound detected by the error microphone is calculated by the control device based on the sound pressure of the noise detected by the reference microphone, and the additional sound for the additional sound source speaker is calculated. A signal is generated, and an additional sound is emitted from the additional sound source speaker by the additional sound signal;
The noise reduction method characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004292625A JP2006105484A (en) | 2004-10-05 | 2004-10-05 | Noise reduction device and noise reduction method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106288112A (en) * | 2015-06-11 | 2017-01-04 | 深圳市诺美佳环境科技有限公司 | Purification type is without pipeline VMC (Ventilation Mechanical Control System) |
-
2004
- 2004-10-05 JP JP2004292625A patent/JP2006105484A/en active Pending
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