Устройство для активного гашения акустического шума вентиляционных систем

Изобретение относится к средствам защиты от акустического шума, вызванного работающими системами вентиляции в жилых помещениях и в подвижных объектах. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности шумогашения и устойчивости работы при нестабильных акустических условиях. Устройство для активного гашения акустического шума в вентиляционном канале 1 содержит приемник давления 2, предварительный усилитель с электрически управляемым коэффициентом передачи 3, компенсатор 4, инвертирующий усилитель 5, излучатель 6, дополнительный приемник давления 7, формирователь управляющего напряжения 8. Дополнительный приемник давления установлен со смещением относительно основного, а величина смещения определена из соотношения соотношений ТОП≥3τс, TОП=L/c, где ТОП - величина опережения выходного сигнала, τс - постоянная времени цепи управления предварительного усилителя, L - смещение дополнительного приемника давления относительно основного, с - скорость звука в воздухе. 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам защиты от акустического шума, вызванного работающими системами вентиляции в жилых помещениях и в подвижных объектах.

Известно устройство активного гашения шума, содержащее возбудитель акустического поля (громкоговоритель, нагруженный на среду) и соответствующий акустический приемник давления (микрофон), расположенный напротив этого громкоговорителя. Инвертирующий усилитель и компенсатор включены в цепь отрицательной обратной связи. В состав цепи отрицательной обратной связи входят и громкоговоритель, и микрофон, причем выход микрофона соединен с входом предварительного усилителя, выход которого соединен с входом компенсатора, а выход компенсатора с входом инвертирующего усилителя, к выходу которого подключен громкоговоритель. Патент США №4,527,282, МПК: G11K 11/00, 1985.

Практическое применение устройства малоэффективно из-за снижения устойчивости работы под действием случайных быстрых перепадов воздушного давления в помещении, вызванного открыванием окон и дверей, сквозняками, перепадами температуры, порывами ветра, различными перемещения и т.п., характеризующими акустическую нестабильность условий работы устройства.

Известно устройство для активного гашения акустического шума, содержащее возбудитель акустического поля (громкоговоритель), нагруженный на среду, и соответствующий акустический приемник давления (микрофон), расположенный напротив этого громкоговорителя. Инвертирующий усилитель и компенсатор включены в цепь обратной связи, в состав которой входят и громкоговоритель и микрофон, причем выход микрофона соединен с входом предварительного усилителя с электрически управляемым коэффициентом передачи, выход предварительного усилителя соединен с входом компенсатора, выход компенсатора соединен с входом инвертирующего усилителя, к выходу которого подключен громкоговоритель, а управляющий вход предварительного усилителя соединен с выходом формирователя управляющего напряжения, вход которого соединен с выходом микрофона.

Выходное напряжение микрофона поступает одновременно на вход предварительного усилителя с электрически управляемым коэффициентом передачи и на вход формирователя управляющего напряжения, обеспечивая возможность адаптивного изменения коэффициента передачи цепи обратной связи под действием управляющего напряжения, соответствующего перепадам воздушного давления. Патент США №5,848,169, МПК: G11K 11/00, 1998 г. Прототип.

При быстрых перепадах воздушного давления формирование управляющего напряжения отстает от процесса формирования перепада воздушного давления. Поскольку величина быстрых перепадов воздушного давления достигает 90 и более дБ относительно давления, характеризующего порог слышимости, отставание процесса формирования управляющего напряжения приводит к возбуждению в цепи обратной связи переходного процесса, снижающего эффективность действия устройства активного гашения шумов и возбуждающего в помещении характерный шумовой отклик, что является его существенным недостатком.

Данное изобретение устраняет недостатки аналога и прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности шумогашения и устойчивости работы при нестабильных акустических условиях.

Технический результат достигается тем, что в устройство для активного гашения акустического шума вентиляционных систем, содержащее формирователь управляющего напряжения, излучатель и приемник давления, расположенный перед излучателем, электрически соединенные цепью обратной связи, в которой последовательно установлены предварительный усилитель с электрически управляемым коэффициентом передачи, компенсатор и усилитель мощности, нагруженный на излучатель, выход формирователя управляющего напряжения соединен с управляющим входом предварительного усилителя, а его вход с выходом приемника давления, введен дополнительный приемник давления, выход которого соединен со вторым входом формирователя управляющего напряжения, дополнительный приемник давления установлен со смещением относительно основного, а величина смещения определена из соотношения соотношений Топ≥3τс,

Tоп=L/c, где Tоп - величина опережения выходного сигнала, τс - постоянная времени цепи управления предварительного усилителя, L - смещение дополнительного приемника относительно основного, с - скорость звука в воздухе.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, где 1 - вентиляционный канал (ввод в помещение), 2 - приемник давления (микрофон), 3 - предварительный усилитель с электрически управляемым коэффициентом передачи, 4 - компенсатор, 5 - инвертирующий усилитель, 6 - излучатель, 7 - дополнительный приемник давления, 8 - формирователь управляющего напряжения. Стрелкой А обозначено направление распространения акустического шума.

На фиг.2 представлена зависимость эффективности устройства гашения акустических шумов В в рабочей полосе частот 60…500 Гц при действии в помещении перепадов воздушного давления до 90 дБ относительно давления, характеризующего порог слышимости. Зависимость получена при отношении сигнала к шуму в цепи обратной связи, превышающем 36 дБ.

Устройство работает следующим образом. Акустический шум, распространяющийся по вентиляционному каналу 1 в направлении, указанном стрелкой А, возбуждает на выходе приемника давления 2 (основного) напряжение, передаваемое на вход предварительного усилителя 3 с электрически управляемым коэффициентом передачи и на вход формирователя управляющего напряжения 8. Выходное напряжение предварительного усилителя 3 поступает на вход компенсатора 4. Компенсатор 4 обеспечивает фазовый сдвиг спектральных составляющих выходного напряжения усилителя 3 и снижает общий уровень шумов, действующих на приемник давления 2 в результате интерференции шума, поступающего по вентиляционному каналу 1 и шума, возбуждаемого излучателем 6, выходным напряжением инвертирующего усилителя 5, вход которого подключен к выходу компенсатора 4.

Работа устройства при дестабилизирующем действии перепадов воздушного давления обеспечена на управляющем входе предварительным усилителем 3 с электрически управляемым коэффициентом передачи выходного напряжения формирователя управляющего напряжения 8. На вход формирователя управляющего напряжения 8 поступают сигналы от приемника давления 2, установленного перед излучателем (громкоговорителем) 6, и от дополнительного приемника давления 7, установленного со смещением L относительно приемника давления 2. В результате этого выходной сигнал приемника давления 7 опережает выходной сигнал приемника давления (микрофона) 2. Величина опережения Топ определена из условия Топ≥3τс, где τс - постоянная времени цепи управления предварительного усилителя 3. При этом Топ=L/c, где L - смещение дополнительного приемника давления (микрофона) 7 относительно основного приемника давления (микрофона) 2, с - скорость звука в воздухе.

Устройство для активного гашения акустического шума вентиляционных систем, содержащее формирователь управляющего напряжения, излучатель и приемник давления, расположенный перед излучателем, электрически соединенные цепью обратной связи, в которой последовательно установлены предварительный усилитель с электрически управляемым коэффициентом передачи, компенсатор и усилитель мощности, нагруженный на излучатель, выход формирователя управляющего напряжения соединен с управляющим входом предварительного усилителя, а его вход - с выходом приемника давления, отличающееся тем, что введен дополнительный приемник давления, выход которого соединен со вторым входом формирователя управляющего напряжения, дополнительный приемник давления установлен со смещением относительно основного, а величина смещения определена из соотношений ТОП≥3τс, TОП=L/c, где ТОП - величина опережения выходного сигнала, τс - постоянная времени цепи управления предварительного усилителя, L - смещение дополнительного приемника давления относительно основного, с - скорость звука в воздухе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к защитным средствам для ушей. .

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для понижения уровня шума моторных летательных аппаратов. .

Изобретение относится к средствам защиты от акустического шума, вызванного работающими системами вентиляции в жилых помещениях и в подвижных объектах

Изобретение относится к электронным устройствам и может быть использовано для защиты информации по акустическим каналам. Достигаемым техническим результатом является возможность формирования низкочастотного сигнала с расширенным частотным диапазоном и улучшенными характеристиками распространения. Генератор акустических шумов содержит блок управления, блок индикации, блок контроля, блок питания и заряда аккумулятора, аккумулятор, формирователь низкочастотного сигнала и исполнительный блок вращения, при этом формирователь низкочастотного сигнала выполнен в виде цилиндрического корпуса, на внутренней поверхности которого равномерно выполнены выступы, в корпусе соосно его оси установлен шток с возможностью вращения, на котором жестко закреплены одни концы несущих элементов, на других концах которых установлены первые контактные элементы с возможностью их поступательного перемещения вдоль несущих элементов и возможностью взаимодействия с выступами корпуса, на наружной поверхности корпуса равномерно установлены вторые контактные элементы с возможностью их взаимодействия с корпусом, причем шток формирователя низкочастотного сигнала кинематически соединен с исполнительным блоком вращения. 3 ил.

Использование: в способе и устройстве для подавления узкополосных шумов в пассажирском салоне транспортного средства. Сущность: устройство для подавления шума в пассажирском салоне транспортного средства включает в себя, по меньшей мере, один преобразователь, программируемый компьютер, по меньшей мере, один акустический датчик, причем компьютер сконфигурирован таким образом, чтобы применять электроакустическую модель пассажирского купе к модели корректирующей системы, содержащей центральный регулятор с фиксированными коэффициентами, присоединенный к блоку с переменными коэффициентами, содержащему параметр Юлы, в виде блока Q Юлы. В способе первая стадия включает в себя определение и расчет электроакустической модели и закона управления по меньшей мере для одной предварительно заданной частоты шума. На второй стадии, в режиме реального времени, компьютер применяет закон управления к электроакустической модели в соответствии с текущей частотой шума, подлежащего подавлению. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области акустических средств активного шумоподавления. Система подавления шумов содержит микрофон, формирующий зарегистрированный сигнал, и преобразователь звука, излучающий звуковой сигнал подавления звука в аудиосреде. А также цепь обратной связи от микрофона к преобразователю звука, содержащую неадаптивный фильтр подавления и переменное усиление. Шумоподавитель содержит детектор усиления, который определяет усиление вторичного тракта, по меньшей мере, для части вторичного тракта в контуре обратной связи. Вторичный тракт может включать в себя микрофон, преобразователь звука и акустический тракт между ними, но не включает в себя неадаптивный фильтр подавления или переменное усиление. Регулятор усиления регулирует усиление у переменного усиления в ответ на усиление вторичного тракта. Технический результат - повышение эффективности шумоподавления. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области акустики, в частности к системам шумоподавления. Система активного шумоподавления с ультразвуковым излучателем состоит из микрофона, аналого-цифрового преобразователя, устройства обработки полученного сигнала, цифроаналогового преобразователя, ультразвукового излучателя, генератора высокочастотного излучения со смесителем, широкополосного усилителя, акустического фильтра. При этом генератор и смеситель расположены между устройством обработки сигнала и цифроаналоговым преобразователем, а усилитель мощности своим входом соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, выход усилителя соединен с пьезоэлектрическим преобразователем, выход преобразователя соединен со входом акустического фильтра. Технический результат - расширение спектра излучаемых частот. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к демпфированию механических колебаний, в частности к средствам активного гашения вибраций. Устройство содержит датчики периода вращения валов механизмов, равное число компенсирующих источников и контрольных приемников, установленных на фундаментной конструкции, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора, дискретного интегратора, синтезатора, формирователя экспоненциальных функций, измерителя периода. Выходы датчиков периода вращения валов механизмов соединены с входами формирователя экспоненциальных функций и входами измерителя периода. Выходы контрольных приемников соединены с первыми входами анализатора, а выход измерителя периода соединен со вторым входом анализатора. Выход формирователя экспоненциальных функций соединен с третьим входом анализатора и первым входом синтезатора. Устройство снабжено модальным синтезатором, при этом выход анализатора последовательно соединен с входом модального анализатора, дискретного интегратора, модального синтезатора и вторым входом синтезатора, выходы которого соединены с входами компенсирующих источников. Технический результат - повышение эффективности гашения вибраций. 1 ил.

Изобретение относится к средствам активного гашения вибраций для компенсации (гашения) вибраций фундаментных конструкций, возбуждаемых роторными машинами и механизмами. Устройство содержит датчики периода вращения валов механизмов, равное число компенсирующих источников и контрольных приемников, установленных на фундаментной конструкции, электронный тракт системы гашения, состоящий из анализатора, дискретного интегратора, синтезатора, формирователя экспоненциальных функций, измерителя периода. Причем выходы датчиков периода вращения валов механизмов соединены с входами формирователя экспоненциальных функций и входами измерителя периода. Выходы контрольных приемников соединены с первыми входами анализатора. Выход измерителя периода соединен со вторым входом анализатора. Выход формирователя экспоненциальных функций соединен с третьим входом анализатора и первым входом синтезатора. Кроме того, устройство содержит модальный анализатор, модальный синтезатор, коммутатор и калибратор. При этом выход анализатора соединен с входом модального анализатора. Выход модального анализатора параллельно соединен с первым входом дискретного интегратора и входом калибратора, первый выход которого соединен со вторым входом дискретного интегратора, а второй выход соединен с первым входом коммутатора. Выход дискретного интегратора соединен со вторым входом коммутатора, который в свою очередь последовательно соединен с входом модального синтезатора и вторым входом синтезатора, выходы которого соединены с входами компенсирующих источников. Технический результат заключается в повышении эффективности гашения вибрации фундаментных конструкций, возбуждаемых роторными машинами и механизмами. 1 ил.
Наверх