消噪控制装置及系统的制作方法

本发明涉及过程控制领域，尤其涉及消噪控制装置及系统。

背景技术：

在高原环境中氧气稀薄，空气中的氧分压降低，这样导致人体呼吸进的氧气也相应减少，从而造成机体缺氧，引发高原反应，例如，呼吸急促、头痛、头晕、呕吐等。并且，高原的极度缺氧环境会引发多种高原疾病，例如，呼吸困难、腹泻、神志不清等。

为了改善民生，近年来开始逐步采取变压吸附装置来改善缺氧环境的氧分压，以争取使环境中的富氧量满足人体需求。变压吸附(Pressure Swing Adsorption)简称PSA，是一种新型的气体吸附分离技术，它一般可在室温和不高的压力下工作，设备简单，便于操作，当床层再生时不用额外加热，并且，产品纯度高，节能经济。因此，变压吸附技术受到各国工业界的关注，并得到了广泛应用。

但是，通过变压吸附装置将氧气送入封闭的环境(例如，办公室、卧室等)时，在变压吸附装置的出气口处会有较明显的噪音，尤其是出气口在管道小、气压大的小空间进行富氧时，噪音十分显著，因此，在一般家庭等小空间富氧时，必须考虑降低出气口噪音的问题。现在工程上一般采取以下两种方法来进行降噪处理，第一种方法是在出气口处覆加一层海绵，在这种方法中如果所使用的海绵太薄，则起不到降噪的效果，而海绵太厚的话则不利于氧气的疏散。第二种方法是降低管道的气压，这种方法虽然能有效降低噪音，但由于管道气压低，富氧效果将大幅降低。综上，目前现有的方法均无法有效的降低出气口的噪音。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了消噪控制装置及系统，通过反射板和电机等的设置，有效解决了出气口的噪音问题。

第一方面，本发明实施例提供了消噪控制装置，包括：反射板、电机、消噪处理器、连接机构、外部控制器和接收器；

电机、接收器均与消噪处理器相连；

电机通过连接机构与反射板连接；

外部控制器和接收器相连；

接收器，用于将接收到的外部控制器发出的控制信号发送给消噪处理器；

消噪处理器，用于将接收到的控制信号转化为转动信号，并将转动信号发送给电机；

电机，用于在接收到转动信号后带动反射板进行转动。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，连接机构包括第一齿轮和第二齿轮；

第一齿轮与电机相连；

第二齿轮与反射板连接；

第二齿轮，用于与第一齿轮啮合，且，在第一齿轮的带动下进行转动。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，反射板的数量设置为多个，且，多个反射板均通过连接机构与电机连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，外部控制器包括遥控器、电脑或无线终端中的一种或几种。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，接收器为红外接收器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，电机为步进电机。

第二方面，本发明实施例提供了消噪控制系统，包括：变压吸附装置和上述消噪控制装置；

在变压吸附装置的出气口处设置消噪控制装置；

消噪控制装置，用于与变压吸附装置配合使用，使出气口的氧气流与反射板反射的氧气流汇合形成涡流。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，出气口的形状设置为喇叭形。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，反射板连接在出气口的下方。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，反射板与出气口所在的平面之间的角度为45度。

本发明实施例提供的消噪控制装置及系统，其中，该消噪控制装置包括：反射板、电机、消噪处理器、连接机构、外部控制器和接收器，在该装置中，电机、接收器均与消噪处理器相连，外部控制器和接收器相连，并且，电机通过连接机构与反射板连接，工作时，当接收器接收到外部控制器发出的控制信号后，将该控制信号发送给消噪处理器，消噪处理器将该控制信号转化为转动信号，并将转动信号发送给电机，这样，电机能在接收到转动信号后带动反射板进行相应的转动，即由电机来实现反射板的张开角度，有效控制出气口的“吹氧”方向，进而使出气口的氧气流与反射板反射的氧气流汇合形成涡流，从而有效降低了“哨声”噪音。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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示出了本发明实施例所提供的消噪控制装置的结构连接图；

图2示出了本发明实施例所提供的消噪控制装置的模块连接图；

图3示出了本发明实施例所提供的消噪控制装置的结构图；

图4示出了本发明实施例所提供的消噪控制系统的结构连接图；

图5示出了本发明实施例所提供的消噪控制装置的软件流程图；

图6示出了本发明实施例所提供的消噪控制装置的软件控制图

图标：1-外部控制器；2-接收器；3-消噪处理器；4-电机；5-连接机构；6-反射板；7-消噪控制装置；8-变压吸附装置；9-第一齿轮；10-第二齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，在缺氧地区通过变压吸附装置8将氧气送入办公室、卧室等封闭的环境时，氧气流从变压吸附装置8的出气口处流出时会伴有明显的噪音，特别是当出气口设置在管道小、气压大的小空间时，噪音十分显著，在进行富氧的同时，人们常常难以忍受。因此，在实际使用时，必须考虑降低出气口的噪音。在现有实施过程中通常会采取以下两种方法，第一种方法是在出气口上覆加一层海绵，在这种方法中，如果所使用的海绵太薄，则起不到降低噪音的效果，而海绵太厚的话则不利于氧气的疏散。第二种方法是降低管道的气压，这种方法虽然能有效降低噪音，但同时，由于管道气压将低，富氧效果将大幅降低。综上，目前现有的方法均无法有效降低出气口的噪音。

基于此，本发明实施例提供了消噪控制装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1、图2和图3，本实施例提出的消噪控制装置7中包括：反射板6、电机4、消噪处理器3、连接机构5、外部控制器1和接收器2，在这里，电机4、接收器2均与消噪处理器3相连，外部控制器1和接收器2相连，另外，电机4还通过连接机构5与反射板6连接。在上述连接的基础上，接收器2用来接收外部控制器1发出的控制信号，并将接收到的控制信号发送给消噪处理器3，消噪处理器3为微控制器，具体由该微控制器通过I/O口接收控制信号，消噪处理器3将接收到的控制信号转化为转动信号，具体为该微控制器发出的脉冲宽度调制信号，例如，PWM，并将转动信号发送给电机4，电机4在接收到转动信号后带动反射板6进行转动。在本方案中，对微控制器的型号没有具体的要求，当然，这里的微控制器也可用中规模集成电路来替换，但电路过于复杂，还可用SPOC技术实现，但性价比低。

连接机构5包括第一齿轮9和第二齿轮10，在本实施例的方案中，第一齿轮9用于与电机4相连，即第一齿轮9连接在电机4的输出轴上，一般电机4的输出轴都带有键槽，齿轮与电机4的输出轴使用过渡配合。

另外，齿轮传动效率高、传动精确、功率范围大，因而，在工业产品中应用广泛。齿轮是依靠齿的啮合作用来传递扭矩的机械零件，齿轮通过与其它齿状机械零件(如另一齿轮、齿条、蜗杆)传动，从而改变机械结构的转速、扭矩、运动方向和运动形式等。常见，齿轮轮齿相互扣住，以使齿轮带动另一个齿轮转动来传送动力。将两个齿轮进行连接时，也可以应用链条、履带、皮带来带动两边的齿轮而传送动力。在本实施例中，为了将电机4转动的动力进行传动，第二齿轮10与第一齿轮9啮合，并且，第二齿轮10在第一齿轮9的带动下进行转动。即齿轮上每一个用于啮合的凸起部分一般呈辐射状排列，并与配对齿轮上的轮齿互相接触，以使啮合的齿轮持续运转。与其他传动形式相比，第二齿轮10与第一齿轮9啮合能使反射板6转动更加稳定。

第二齿轮10与反射板6连接，在本方案中，反射板6的设置主要是为了遮挡出气口，确切的说是将出气口流出的氧气流进行反射，以减小或者抵消氧气流快速流出出气口时造成的噪音。因此，反射板6的位置、大小、形状、材质等需要与出气口的设置相适应。通常，第二齿轮10固定连接(例如，焊接等)在反射板6靠近出气口的一个边上。例如，出气口设置在一个垂直于地面的平面上，并且，氧气流从该出气口以垂直于该平面的方向向外喷出，这时，反射板6的转动轴一端可设置在该出气口的下方，通过第二齿轮10的带动使反射板6能够对流出的氧气流形成反射流。

为了对出气口的氧气流形成多个角度的反射，或者，对设置的多个出气口进行反射，反射板6的数量可设置为多个，例如，多个反射板6交错排布在出气口的四周，或者，多个反射板6层叠排布在出气口的下方，这里，反射板6的安装个数和安装位置需要根据使用环境进行灵活排布。并且，多个反射板6均通过连接机构5与电机4连接。

在本方案中，外部控制器1包括遥控器、电脑或无线终端中的一种或几种。

遥控器是一种常见的无线发射装置，它通过将按键信息进行编码，通过红外二极管发射经编码后的光波信号，该光波信号经过相应的红外线接收器2将收到的光波信号转变成电信号。该电信号可以通过后续处理器进行解码，这样解调出相应的指令来达到控制机顶盒、控制器等设备完成所需的操作要求。通过遥控器按键“+”、“-”最终实现反射板6角度的调整。

在一些需要集中操作的环境中，可将电脑设置成外部控制器1，一方面，便于通过电脑向多个接收器2发送信号；另一方面，操作人员能通过电脑查看各个装置的状态，例如，可借助电脑上安装的摄像头，通过切换电脑的界面实时查看发射板所处的状态。

为了操作便捷，在本方案中，外部控制器1还可以设置成无线终端，即通过手机等设备和无线网络的传输来向接收器2发送相关的信号。

另外，本方案中优选接收器2为红外接收器2。红外接收器2是一种能够接收红外信号，并能将该红外信号转化为TTL电平信号进行输出的电子器件，红外接收器2的体积和普通的塑封三极管差不多，在电路板上便于布局，并且，红外接收器2能够长距离接收信号，抗干扰能力强，并能在低电压下工作。常见的红外接收器2对外只有三个引脚，即Vcc、Out、GND，因此，与单片机等控制器的连接比较方便。与其他接收器2相比，红外接收器2体积小、管脚少、接收信号能力强，因此，在本实施例中，优先选用红外接收器2作为控制信号的接收器2，即当外部控制器1发出控制信号后，红外接收器2接收该控制信号，并将该控制信号发送给消噪处理器3进行下一步的处理。具体实施时，步骤参见图5所示，系统开始之后设置反射板的默认角度，之后，消噪处理器3设置为睡眠状态，之后等待外界触发。例如，红外接收器2接收到遥控器发送的控制信号后。这时，参见图6所示，本方案通过以下方法进行实施，消噪处理器3读取红外数据，当判断该红外数据为0时，输出驱动数据使步进电机4顺时针方向前进一步，之后，消噪处理器3中断返回；当判断该红外数据不为0时，输出驱动数据使步进电机4逆时针方向前进一步，之后，消噪处理器3中断返回。

在本方案中，电机4优选为步进电机4。步进电机4是一种感应电机4，通过将电脉冲信号转变为角位移或线位移来控制电机4转动。它利用电子电路将直流电变成分时供电，由多相时序控制电流使步进电机4得以正常工作。步进电机4主要是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩，通常，电机4的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一个矢量磁场，该磁场会带动转子进行旋转，使转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一定角度，转子也随着该磁场旋转一定角度。当需要改变步进电机4的方向时，通过改变绕组通电的顺序，电机4就会反转。

在步进电机4外接负载不超载的情况下，电机4的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率，而不受负载变化的影响，在这种情况下，步进电机4便于控制，且运行稳定。这样，在具体运行过程中，当步进电机4接收到一个脉冲信号后，就会按照预先设定的方向转动一个固定的角度，该固定的角度称为“步距角”。在本实施例的方案中，消噪处理器3通过预先设定的绕组通电的顺序来控制步进方向，从而达到控制方向的目的；同时，可以通过脉冲个数即步进步数来控制电机4转动的位移量，从而达到准确定位的目的。

综上所述，本实施例提供的消噪控制装置7包括：反射板6、电机4、消噪处理器3、连接机构5、外部控制器1和接收器2，在本实施例的方案中，电机4和接收器2都与消噪处理器3电连接，并且，电机4还通过连接机构5与反射板6连接。在装置进行工作时，接收器2主要用来接收，外部控制器1发送的控制信号，这样，当接收器2接收到外部控制器1发出的控制信号后，将该控制信号发送给消噪处理器3，消噪处理器3将该控制信号转化为转动信号，并将转动信号发送给电机4，电机4在接收到转动信号后带动反射板6进行相应的转动，即由电机4来实现反射板6的具体张开角度，从而有效控制出气口的“吹氧”方向，使出气口的氧气流与反射板6反射的氧气流汇合，从而有效降低了“哨声”噪音，使整个装置的噪声不大于40dB。

实施例2

参见图4，本实施例提供了消噪控制系统包括：变压吸附装置8和上述消噪控制装置7，在变压吸附装置8的出气口处设置消噪控制装置7，消噪控制装置7，用于与变压吸附装置8配合使用，使出气口的氧气流与反射板6反射的氧气流汇合形成涡流。

这里，出气口的形状设置为喇叭形。由于，氧气流是通过气压作用从出气口喷射出来的气流，出气口的形状设置对该氧气流是否形成噪音至关重要。当出气口的形状为常见的圆孔时，氧气流流经出气口时会产生较大的噪音。在本实施例中，将出气口的形状设置为喇叭形，喇叭形是三角形的变形体，大多出现在顶部，为看跌形态。喇叭形是头肩顶的变形，整个形态以狭窄的波动开始，然后在上下两方扩大，把上下的高点和低点分别连接起来，从而得到一个镜中反照的三角形状。

优选的，出气口的形状为扁喇叭形，即将上述喇叭形分为上下对称的两部分，中间为对称轴，将上半部分以对称轴为底端在垂直方向上进行压缩，例如，以1:0.5的压缩比对上半部分进行挤压；同理，也相应的将下半部分以对称轴为底端在垂直方向上进行压缩，压缩比例与上半部分的压缩比例相同，从而得到扁喇叭形。在具体应用时，扁喇叭形的具体形状可以根据使用环境进行灵活设定。

反射板6连接在出气口的下方，并且，反射板6与出气口所在的平面之间的默认角度为45度，即在消噪处理器3中预先存储有控制电机4所要达到的步数，系统上电后，电机4在消噪处理器3的控制下转动与默认角度相适配的步数。或者，将反射板6倾斜连接在出气口的下方，该倾斜角的度数与默认角度的度数一致。在这里，需要说明的是，默认角度主要由经验得来，例如，参考富氧的空间环境、出气口的形状、变压吸附装置8的安装位置等，并通过测量噪音的分贝值实践得来。

综上所述，本实施例提供的消噪控制系统包括：变压吸附装置8和上述消噪控制装置7，在变压吸附装置8的出气口处设置消噪控制装置7，通常将出气口的形状设置为喇叭形，这样，消噪控制装置7能与变压吸附装置8配合使用，使出气口的氧气流与反射板6反射的氧气流汇合形成涡流，从而有效降低了出气口处的噪音值。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。