一种双层有源隔声窗的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双层有源通风隔声窗，包括进双层玻璃、窗框、前馈式有源噪声控制装置。所述有源噪声控制系统包括有控制声源、参考传感器、误差传声器、外围电路和有源控制器，所述控制声源嵌入至窗框中，置于由双层玻璃与窗框围成的封闭空腔的四角外侧。所述误差传感器置于双层玻璃与窗框围成的封闭空腔内部的四角内侧。所述参考传感器置于有源隔声窗外下方。本发明使用双层玻璃加空腔结构隔离中高频噪声，应用有源噪声装置对进入空腔中的低频噪声进行控制，抑制低频噪声透过玻璃进入室内。本发明可在宽频范围内有效隔离噪声，防治噪声污染，且窗户采光性能不产生任何影响。
【专利说明】
一种双层有源隔声窗
技术领域
[0001]本发明涉及一种噪声控制系统，特别是关于一种建筑门窗使用的有源噪声控制系统。【背景技术】
[0002]近年来城市噪声对于居民的干扰和危害日益严重，已经成为城市环境的一大公害。城市噪声主要有:交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声。城市噪声干扰居民的工作、学习、休息和睡眠，严重的还会危害人体的健康，引起疾病和噪声性耳聋。而建筑室内80 %以上的噪音都是通过窗户和门进入的，对建筑门窗进行噪声治理势在必行。
[0003]目前市面上大量存在使用中空玻璃、夹胶玻璃等隔声量较高的玻璃制作的单层或双层隔声窗产品，这些隔声窗对中高频噪声有较高的隔声量，因此可以获得数值较高的A 记权隔声值。但对于200Hz以下的低频噪声，传统的隔声窗产品则很难起到隔声作用，从而极大地影响了隔声窗的实用性，无法提升建筑室内的舒适性。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供有源噪声控制系统，在不影响普通隔声窗的中高频隔声性能的同时，应用有源噪声控制技术抑制进入隔声窗空腔的低频噪声，显著提高隔声窗低频隔声量，使建筑室内获得真正宁静舒适的环境。本发明可广泛用于建筑门窗中，在100Hz-4000Hz频率范围内具有较高隔声量。本发明的双层有源隔声窗的有源控制系统安装中，控制声源和误差传感器放置于隔声窗空腔的四角，参考传感器、外围电路和有源控制器放置在隔声窗的外下方，不占隔声窗玻璃的米光区域，对隔声窗的米光性能不产生任何影响。
[0005]本发明的上述目的是通过有源噪声控制系统主动声源控制的构思来达到的，其具体技术方案如下:
[0006]本发明的双层有源隔声窗由两层平板玻璃和窗框围成封闭空腔结构，该结构对中高频噪声能有效隔离。由控制声源、参考传感器、误差传感器、外围电路和有源控制器构成的有源噪声控制装置抑制低频噪声向室内传播。
[0007]所述控制声源嵌入至窗框中，置于由双层玻璃与窗框围成的封闭空腔的四角外侦k所述误差传感器置于所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔内部的四角内侧。所述参考传感器置于有源隔声窗外下方。所述误差传声器用于采集进入所述有源隔声窗空腔内的噪声信号作为误差信号，所述参考传感器用于进入采集窗前的噪声信号作为参考信号， 误差信号和参考信号分别传输至所述外围电路，所述外围电路将接收的误差信号放大后传输至所述有源控制器，所述有源控制器为多通道有源控制器，所述多通道有源控制器基于误差信号和参考信号进行多通道耦合运算生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述外围电路，所述外围电路对接收的控制信号放大后输入所述控制声源，所述控制声源以接收的控制信号对低频噪声进行控制吸收。
[0008]本发明的双层有源隔声窗，其中所述玻璃厚度为5mm-20mm，前后两层所述玻璃与所述窗框围成封闭腔体，隔离中高频噪声。
[0009]本发明的双层有源隔声窗，其中所述玻璃为平板玻璃，包括普通平板玻璃、钢化玻璃、喷砂玻璃、压花玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。
[0010]本发明的双层有源隔声窗，其中所述窗框为普通门窗型材，包括铝合金型材、塑钢型材、木质型材和铝木复合型材等。
[0011]本发明的双层有源隔声窗，其中所述控制声源为扬声器，所述控制声源嵌入至窗框中，置于由所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔的四角外侧。
[0012]本发明的双层有源隔声窗，其中所述参考传感器为驻极体传声器，置于所述双层有源隔声窗外下方。
[0013]本发明的双层有源隔声窗，其中所述误差传感器为驻极体传声器，置于所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔内部的四角内侧。
[0014]本发明的双层有源隔声窗，其中所述外围电路包括4路误差信号滤波放大电路、1 路参考信号滤波放大电路、4路控制信号滤波放大电路。
[0015]本发明的双层有源隔声窗，其中所述有源控制器为多通道有源控制器，采用多通道Fx-LMS算法。
[0016]本发明的主被动结合吸声的门窗通风装置具有以下优点:
[0017] 1、双层有源隔声窗的双层玻璃加封闭空腔中的空气层对中高频噪声有较好地隔声性能。
[0018]2、装置参考传感器、误差传感器、控制声源、外围电路和有源控制器构成的有源噪声控制系统，运用有源噪声控制技术，充分利用有源控制技术在低频领域的独特优势，对噪声治理中最难处理的200Hz以下低频噪声进行针对性地治理，满足门窗的低频隔声需求。
[0019]3、多通道有源控制器采用多通道Fx-LMS算法，该算法是前馈控制算法，能有效地防止控制信号发散的问题，显著提高低频噪声控制精度。
[0020]4、本发明的有源噪声控制系统在隔声窗中放置位置隐蔽，与隔音窗配合使用，与隔声窗窗溶为一体，便于隔声窗外观美化设计。系统性能优越，操作方便，维护方便。【附图说明】
[0021]图1是本发明双层有源隔声窗的结构组成示意图。
[0022]图2是本发明双层有源隔声窗隔声性能测试系统示意图。
[0023]图3是本发明双层有源隔声窗有源控制系统控制通道示意图。
[0024]图4是本发明双层有源隔声窗隔声性能曲线图【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]如图2所示，本发明的双层有源隔声窗安装在隔声测量实验室的测试墙上，隔声窗的外形尺寸是长1200_ X宽1000mm。所述玻璃为厚度5.0_的普通平板玻璃，空腔厚度为20.0mm。所述窗框为实木结构，窗框上预留直径120mm圆型安装孔。
[0027]所述控制声源安装在所述窗框的安装孔内，共8个，置于由双层玻璃与窗框围成的封闭空腔的四角外侧，每个角的连个控制声源并联成一个通道，8个控制声源共组成4路控制通道，如图3所示。
[0028]所述误差传感器置于所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔内部的四角内侧， 共4个。
[0029]所述双层有源隔声窗左侧为发声室(9)，所述参考传感器置于有源隔声窗左侧外下方，所述信号源(10)输出各类噪声模拟信号输入至噪声源扬声器(11)发出福射噪声。
[0030]所述误差传声器用于采集进入所述有源隔声窗空腔内的噪声信号作为误差信号， 所述参考传感器用于进入采集窗前的噪声信号作为参考信号，误差信号和参考信号分别传输至所述外围电路，所述外围电路将接收的误差信号放大后传输至所述有源控制器，所述有源控制器为多通道有源控制器，所述多通道有源控制器基于误差信号和参考信号进行多通道耦合运算生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述外围电路，所述外围电路对接收的控制信号放大后输入所述控制声源，所述控制声源以接收的控制信号对低频噪声进行控制吸收。
[0031]所述双层有源隔声窗右侧为接收室(12)，在所述接收室中放置5个测量传感器 (13)，所述测量传感器为可移动式驻极体传声器，可在所述接收室内任意位置移动，评估所述双层有源隔声窗的隔声性能。
[0032]在实施实例中，所述对放大后的误差信号进行控制的步骤包括以下步骤:
[0033]1、使用白噪声对所述放大后的误差信号进行离线建模。
[0034]2、分别以100Hz和200Hz单频正弦波为参考信号对建模后的误差信号的100Hz和 200Hz线谱分量进行模拟。
[0035]3、参考传感器采集辐射至隔声窗前的噪声信号作为参考信号，分别将参考信号输入自适应滤波器和算法控制器。信号采样率fs = 2000Hz，所有滤波器均为FIR滤波器。
[0036]4、通过多通道有源控制器采用多通道Fx-LMS算法对误差信号进行自适应控制， 以误差传感器处声功率最小为控制目标函数。
[0037]图4为所述双层有源隔声窗隔声性能曲线图，测试两种状态下实施实例装置的隔声性能。状态1:有源噪声控制系统关闭；状态2:有源噪声控制系统开启。从测试结果可以看到，状态1情况下，实施实例的双层有源隔声窗隔声在有源噪声控制系统关闭时，该装置依靠双层平板玻璃和空腔空气层隔离入射噪声，隔声窗的A记权隔声量为38dB，但200Hz以下低频噪声的隔声量低至25dB以下，无法满足低频隔声需求。当实施实例的双层有源隔声窗在状态2时，有源噪声控制系统开启，则装置的低频隔声性能有极大幅度的提升，200Hz 以下低频噪声的隔声量超过45dB，装置A记权隔声量达到48dB，可以在100Hz-4000Hz频率范围内为建筑室内提供高隔声量的噪声防护性能。
【主权项】
1.双层有源隔声窗，包括由玻璃(1)、窗框(2)围成的封闭空腔，控制声源(4)、参考传 感器(5)、误差传感器(6)、外围电路(7)和有源控制器(8)构成的有源噪声控制装置。其 特征在于:两层所述玻璃和所述窗框围成封闭空腔结构，该结构对中高频噪声能有效隔离。 所述控制声源嵌入至窗框中，置于由双层玻璃与窗框围成的封闭空腔的四角外侧。所述误 差传感器置于所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔内部的四角内侧。所述参考传感器 置于有源隔声窗外下方。所述误差传声器用于采集进入所述有源隔声窗空腔内的噪声信号 作为误差信号，所述参考传感器用于进入采集窗前的噪声信号作为参考信号，误差信号和 参考信号分别传输至所述外围电路，所述外围电路将接收的误差信号放大后传输至所述有 源控制器，所述有源控制器为多通道有源控制器，所述多通道有源控制器基于误差信号和 参考信号进行多通道耦合运算生成控制信号，并将所述控制信号传输至所述外围电路，所 述外围电路对接收的控制信号放大后输入所述控制声源，所述控制声源以接收的控制信号 对低频噪声进行控制吸收。2.根据权利要求1所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述玻璃(1)厚度为 5mm-20mm，前后两层所述玻璃与所述窗框(2)围成封闭腔体，隔离中高频噪声。3.根据权利要求2所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述玻璃(1)为平板玻璃，包 括普通平板玻璃、钢化玻璃、喷砂玻璃、压花玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。4.根据权利要求2所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述窗框(2)为普通门窗型 材，包括铝合金型材、塑钢型材、木质型材和铝木复合型材等。5.根据权利要求1所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述控制声源(4)为扬声器， 所述控制声源嵌入至窗框中，置于由所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔的四角外 侧。6.根据权利要求1所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述参考传感器(5)为驻极 体传声器，置于所述双层有源隔声窗外下方。7.根据权利要求1所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述误差传感器(6)为驻极 体传声器，置于所述双层玻璃与所述窗框围成的封闭空腔内部的四角内侧。8.根据权利要求1所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述外围电路(7)包括4路 误差信号滤波放大电路、1路参考信号滤波放大电路、4路控制信号滤波放大电路。9.根据权利要求1所述的双层有源隔声窗，其特征在于:所述有源控制器(8)为多通 道有源控制器，采用多通道Fx-LMS算法。
【文档编号】E06B5/20GK105986745SQ201510094309
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月4日
【发明人】唐俊
【申请人】苏州静声泰环保科技有限公司