专利名称：用于三维空间的动态噪声控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于三维空间的动态噪声控制设备，更具体地说，涉及一种用来在三维空间局部区域内，实现动态噪声控制的动态噪声控制装置，它适用在三维空间中以一种动态噪声控制方式，来抑制周期性声响或随机性声响导致的噪声，例如电磁噪声、叶片音调噪声或设在空调器入口处之风扇的类似噪声。
在此之前，为了减少空调器或类似装置的噪声，曾采用过一种静态噪声控制方法，它包括通过减少构成空调器噪声源之振动而进行的噪声源控制、通过噪声吸收材料来吸收产生之噪声而进行的噪声吸收，以及用来阻止产生之噪声传到另外区域而采用的噪声屏蔽，等等。最近，业已发展了一种动态噪声控制方法。根据这种动态噪声控制方法，是用波长(频率)和振幅与待控制之噪声的均相同之另一种声音来控制所产生的噪声。这种动态噪声控制法已经在空调器的管道之类一维空间中所传输之噪声领域内实际应用。
动态噪声控制法的基本概念大约从1936年便成为周知的，它要求在噪声发生的同时产生一种波长(频率)和振幅均与待抑制之噪声的均相同的声音，这种方法迄今尚未得到实现。
最近，数字信号处理技术有了很大发展，使得已经可以产生出波长(频率)和振幅均与拟抑制之噪声的均相同之声音，这样，此种动态噪声控制法才得以实现。
一维空间之传统的动态噪声控制法的一个例子示明于
图1中。图1中所示的这种有源噪声控制系统包括一噪声探测装置1、声发生器2、噪声控制效应探测装置3以及一控制器4。噪声从上游侧(图1中左侧)经导管(例如空调通气管)传至下游侧(图1中右侧)。此噪声为噪声探测装置1探测出，转换为一电信号，输送给控制器4。此控制器4分析此电信号，并将一输出信号输送给此声发生器2以实现动态噪声控制。上述声发生器辐射出一相位与此噪声相反的声音进入此导管。噪声控制效应探测装置3则探测为此声发生器所产生之噪声控制效应。使送给声发生器2的输出信号根据此噪声控制效应，从噪声控制效应探测装置3反馈一信号给控制器4，使此噪声常被抑制在控制效应探测装置3的位置。这样，此噪声即被抑制在该控制效应探测装置3的位置及其下游侧处(图1的右侧)。控制器4包括一自适应滤波器4A，它可通过数字信号处理根据一自适应算法4B而变化。此控制器4还包括一固定滤波器5。为了进行数字信号处理，如图2所示，将噪声控制效应探测装置3至声发器2之输出信号的电压V3，相地于控制器4至声发生器2之输入信号的电压V2二者之比所定义的传送函数HO之一实际测出值，输送至固定滤波器5。在实际测量中，M序列的声信号是作为一自噪声从控制器4输出的，而这些声信号是从声发生器2输出的，同时这些信号从噪声控制效应探测装置3返回到控制器4。上述HO便是据这些声信号求得。这样，声发生器2与噪控制效应探测装置3之间的距离、导管中的混响特性以及声发生器装置与噪声控制效应探测装置的仪表特性，都已考虑到了，而这样一些因素都能在此噪声控制过程中校正。
辐射入三维空间内的声音干扰是不同于辐射入一维空间内之声音干扰的，因而三维空间的动态噪声控制也是不同于一维空间之动态噪声控制。考虑一理想状态，要是能将一声发生器置大与噪声源同一们置处，且从此声音发生器辐射出的声波之振幅与波长均与此噪声的相同，则将使此两种声波发生相消性的干扰，而得以在三维空间内抑制噪声。但在实际状态下，是不可能把声发生器完全设在与噪声源同一位置处的，因而在三维空间的有源噪声控制中，需将一批声发生器设在噪声源邻近(此邻近的距离至少需小于此种波的1/2波长。换言之，当此种声波的波长较长(即频率较低)而声音较小时，就能获得更大的噪声控制效果。这是因为来自一噪声源的声音会变得类似于来自一点源的无向性声音。相反，要是声波的波长较短(即频率较高)或声源较大，这时由于噪声具有指向性，所得到的声控制效果就较小。
在三维空间的动态噪声控制中还存在其它一些问题。
图3示意地表明了用于三维空间区的一种动态声音控制法，其中从两个点声源S1与S2辐射出振幅与频率相同但相位，正相反的声波。点声源S1与S2产生声波W1与W2。声波W1与W2的实线与虚线分别表示它们的波腹与波节。大这种状态下，由于同振幅、同频率而相位相反两声波的干涉，就出现了两声波相互相消的声音减弱区A和两声波相互叠加的声音增强区B。因此，要是这两个声源之一是噪声源，而另一个声源是用作此动态噪声控制系统的声发生器时，就可能在此三维空间区内实现动态的噪声控制。能够实行动态噪声控制之局部空间区的大小与噪声控制效果，是与此声波的波长成正比的，因此，应视拟进行抑制噪志或减少噪声之局部空间的位置与大小，来设置单个或多个噪声控制效应探测装置、单个或多个声发生器以及单个或多个噪声声控制装置，根据所欲达到的目标来决定此种噪声控制效应探测装置、声发生器以及噪声探测装置的布局。而对于房室空间还需要注意装设于其内部的这类装置的外观及其成本。在三维间的动态噪声控制中解决上述种种问题是我们的目的之一。
日本特许公开平成2-61450号中公开了一种空调器，其中包括第一声音接收装置，用来接收风扇或类似器件产生的噪声;换相装置，用来将第一声音接收装置接收到的波形相位变换成相反的相位;声发生器，用来将换相装置输送来的波形信号变换铖声音;第二声音接收装置，用来探测来自声发生器之声音与原始噪声结合的复声;以及控制装置，用来鉴别分别由此第一与第二声音接收装置所接收到的声级，以便进行声级与相位的，据此，此控制装置即能对这两个声音接收装置所接收到的上述复声实际噪声控制。
上述噪声控制方法在技术上不能满意地用来从事三维空间的动态噪声控制。
本发明的申请人曾经提出过一种空调器，它包括图4与5所示的用于三维空间的一种动态噪声控制设备，其中在一噪声源附近设有一批声发生器。图4是天花板安装型的这种空调器的透视图。为了用动态噪声控制法来减少向整个三维空间辐射的低频率周期性噪声，例如叶片音调噪声，电磁噪声，等等，可将噪声探测装置1(叶片音调噪声拾音器，电磁噪声拾音器)设置于形成噪声源的涡轮风扇6附近，同时将声发生器2a与2b和噪声控制效应探测装置3a与3b围绕此涡轮风扇6配置。此种空调器还包括一控制器4a、空气过滤器7、格栅8以及一电控箱9。
图5示明了用来对图4所示之空调器作动态噪声控制的一般控制装置。
根据图4与5所示的装配方式，只能控制来自无方向性之噪声源的噪声，而难以控制三维空间内具有较高频率的噪声，因为这时要求控制一具有指向性的噪声。
此外，在上述这种动态噪声控制型的空调器中，还常会发生空气流受到声发生器阻碍之类的问题及其它不利问题。这需要注意降低这种设备的成本以及能把各发生器装置有效地用于动态噪声控制设备中。
本发明的一个目的在于提供这样一种动态的噪声控制设备，它能有效地控制辐射到三维空间内的从低频至高频宽频率范围内的噪声。
本发明的另一个目的在于提供这样一种动态的噪声控制设备，它能装配在选择的局部区域内，以在三维空间中任何所需的一处或多处进行动态噪声控制，而且还能根据需要来决定进行噪声控制的局部区域之数目与大小。
根据本发明的一个方面，提供了这样一种用于三维空间的噪声控制设备，它包括有噪声探测装置，用来探测噪声源辐射的噪声;控制装置，用来进行动态噪声控制;多个声发生器，它们在噪声源附近配置成，使各声发生器彼此间的距离以及它们各距此噪声源的距离，均小于此待控制之噪声的具有最高频率之声波波长的1/2;以及一噪声控制的效应探测装置，其中上述的用来进行动态噪声控制的控制装置被配置成，使所说声发生器辐射出一声波，在声压、波长与指向性方面均与噪声源辐射入三维空间中在高频范围内之噪声的相同，但相位相反。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于三维空间的动态噪声控制设备，它包括有噪声探测装置，用来探测噪声;声辐射装置，用来辐射一声波以实现动态的噪声控制作用;噪声控制效应探测装置，配置在三维空间内似进行噪声控制的局部区域内，用以探测此噪声控制区的噪声;以及一控制器，用来控制此动态噪声控制作用，其中这种控制器是按下述方式配置于所说的噪声控制区内来进行动态噪声控制的，即去控制前述的声发生器，使来自其中用来进行动态噪声控制且业已到达此噪声控制区的声音，调节成与待控制之噪声具有相同声压、相同波长但相位相反的声音借此，根据噪声控测装置与噪声控制效应探测装置二者的输出信号，以使噪声控制效应探测装置在噪声控制区内探测出的噪声成为最小;其中前述的噪声控制效应探测装置能设置在任何所需的位置上，而所说的用于动态噪声控制的控制装置及噪声控制效应探测装置，则是用挠性和可移动的平行软电线、同轴电缆、光纤或无线电波之类的传输装置连接到一起的。
下面简述附图图1示明于导管中三维声波之传统的源噪声控制设备的一个例子。
图2示明于图1所示之动态噪声控制设备中的固定滤波器;
图3示明由两个相位相反之点声源辐射出之三维声波的干涉;
图4是示明先有技术之三维动态噪声控制型的空调器之透视图。
图5示明于图4空调器中之动态噪声控制设备的控制装置;
图6A、6B与6C示明与本发明一实施例相压的天花板安装型的空调器，其中图6A是其透视图，图6B是其垂直剖面图，而图6C是其格栅的平面图;
图7示明用于对图6A、6B与6C中所示之空调器进行动态噪声控制的控制装置;
图8示明此天花板型空调器中所产生之噪声的指向性;
图9A与9B示明此天花板型空调器中之空气流，其中的图9A是剖面图而图9B底视平面图;
图10示明了用于上述实施例中动态噪声控制的另一种控制装置;
图11A、11B与11C是若干种格栅和平面图，示明了一批声发生器的某些配置例子。
图12是示明此种空调器另一实施例的透视图;
图13是示明图12所示实施例之内部的部分剖开平面图;
图14是示明此空调器另一实施例的透视图;
图15是示明图14中实施例内部的剖面图;
图16是用来一声发生装置发出背景音节或类似声响之电路图例控制系统的实施例;
图18是图17中之动态噪声控制系统和连接装配形式示意图;
图19示明适用于空调器之动态噪声控制系统的另一实施例;
图20示意地表明了图19中实施例之动态噪声控制系统诉连接装配形式;
图21示明适用于空调器的本发明之动态噪声控制设备的又一实施例;
图22示明适用于空调器的本发明之动态噪声控制设备的又另一实施例;
图23示明适用于空调器的本发明之动态噪声控制设备的要又另一个实施例;
图24表明多个噪声控制效应探测装置之间的距离关系;而图25表明本发明之协态噪声控制装置的另又一个实施例。
下面对照附图详述本发明的最佳实施例。
图6A、6B与6CC示明相应于本发明一实施例的一种空调器，其中的图6A是其透视图，图6B是其垂直剖面图而图6C是其格栅的平面图。在这三个图中，与图4所示相同的部件采用图4中相同的数号标明，数号15指一热交换器。此实施例不同于图4所示的之特点是，在对应于涡轮风扇6中心的位置处，于具有一空气过滤器7的入口格栅8上增设有声发生器2C与3C。
根据这种配置形式，与图4所示的装配方式相比，声发生器2a、2b与2c在图6A所示实施例中相互间的距离缩小了1/2。使之能够在较宽的频率范围，例如两倍于图4所示实施例能实现动态噪声控制的频率范围，进行动态噪声控制。
在图6A、6B与6C中，这三个声发生器2a、2b与2c配置成它们之间的距离以及各个声发生器与涡轮风扇6之间的距离，均较待控制的具有最大频率之噪声的波长短1/2，同时这些声发生器是围绕着构成噪声源的涡轮风扇6配置的。
图7未明用于图6A、6B与6C所示空调器中的动态声控制系统的控制装置。与图5中所示的控制装置相比，在图7所示之控制装置的实施例中，固定滤波器51与52是分别插接在各噪声控制效应探测装置3a、3b、3c与控制器(相位变换器)4之间，以及此控制器与各声发生器2a、2b与2c之间。固定滤波器51与52的特性取决于传送函数于噪声控制效应探测装置3a、3b、3c和一批在环绕着构成空调器中噪声源之风扇6的三维空间中的代表有性的点，这两者之间的实测值;以及传递函数在声发生器2a、2b、2c和一批在此三维空间中有代表性的点之间的实测值。
另有一固定滤波器插接在信号处理电路与控制器4之间，此滤波器的特性取决于传递函数在噪声探测装置1(风扇6的叶片音调噪声拾音装置与电磁噪声拾音装置)和此三维空间有代表性之点之间的实测值。以上这种装置方式不仅能在噪声控制效应探测装置3a、3b与3c的位在处控制噪声，而且还能在此三维空间的整个范围内控制噪声。
图8是示明从天花板安装型空调器辐射出之噪声的指向性。
在图6A所示天花板安装型空调器的情形，它能从声发生器2a、2b、2c辐射出具有同于或类似于图8所示之指向性的声音，因而能够对具有产生出指向性之高频噪声进行动态噪声控制。
图9A与9B分别是示明流过一天花板安装型空调器之空气流的剖面图与底视平面图。只有较少量的空气在具有空气过滤器7的入口格栅8处，流过涡轮风扇6的中央位置。因此，要是把声发生器2c配置于风扇6的中心处，只会对此空气流发生很小的阻碍。
在图6A所示的空调器中，设置有用作为噪声探测装置1的风扇6的旋转式噪声(叶片音调整噪声)探测拾音器和用于驱动之风扇的马达的电磁噪声拾音器。控制器(相位变换器)4与电控箱9则设在便于维修作业的位置。噪声控制效应探测装置3a、3b与3c可由电容式传声器构成，后者的成本低，并可通过反向输送一电信号到其中，以在此三维空间有代表性的点之间简易地进行传递函数的实测。
图10示意地给出了可用来取代图7所示控制装置方式的另一种控制装置方式。此种布置方式不同于图7中所示的特点在于要用了能作出适当变化的自适应滤波器61、62与63的来取代固定滤波器51、52与53。
表明于图10中虚线框内的各个元器件的特性，则往往取决于它们之间的相互关系。这些自适应的滤波器61、62、63分别插接在控制效应探测装置3a、3b、3c与控制器(相位变换器)4之间、声发生器2a、2b、2c与控制器4之间，以及噪声探测装置1与控制器4之间。上述自适应滤波器通常分别会做出变化，这取决于噪声控制效应探测装置3a、3b、3c和三维空间中有代表性点之间的传递函数，声发生器2a、2b、2c与三维空间中有代表性点之间的传递函数;以及噪声探测装置1与三维空间中有代表性点之间的传递函数。根据这样的装配方式，就不仅能在噪声控制效应探测装置3a、3b与3c所在处，而且还能在此整个三维空间区内控制噪声。可以用一此固定滤波器来取代某些自适应滤波器，这样就能构成包括自适应滤波器与固定滤波器在内的一种混合式控制装置形式。
在图7与10所示的控制装置方式中，于此信号处理电路中产生出了叶片音调噪声拾音器与电磁噪声拾音器之输出信号的二次至n次信号分成，而这些信号分成则受到增减调节，然后混合并输出。
前述这批噪声控制效应探测装置3a、3b与3c设在该三维空间区内噪声控制效应成为最大的位置处，亦即为来自噪声源之声波与来自声发生器2a、2b、2c之声波干涉而造成之声压最小处(一般，此种位置是在噪声源中心与各声发生器的中间)。信号通过固定波波器或自适应滤波器校正，使之与用于噪声控制的合适信号相同或相似。
图11A、11B与11C为天花板安装型空调器的入口格栅8的底视平面图，此格栅上设有一批声发生器2。每个声发生器2均设在不使空气流受到阻碍处。在此三个图中，所有的声发生器器均以同一数号2标明。各个声发生器2的尺寸与位置均取决于待控制之噪声的频率以及相应的空间要求，而这些个声发生器的位置与尺寸则可互不相同。
上声发生器2的布置方式与图6中所示的相同，使各声发生器间的距离以及各声发生器与噪声源的涡轮风扇6间的距离，均小于待控制的具有最大频率之噪声波长的1/2。
图12是本发明之空调器之另一实施例的透视图。图12所示的此种空调器，具有一用于带机壳16之多叶片风扇10的旋转式噪声探测拾音器1a，以及一用于带动此风扇10之马达11的电磁噪声探测拾音器1b。此空调器还有一批声发生器2a-2g和一批噪声控制效应探测装置3。这批声发生器2a-2g如图13所示，根据待控制的频率与空间的要求等等，配置成使得这些尺寸不同的声发生器以适当的间距设定于此空调器的相应部件之间。例如，其中有一声发生器是设置在风扇10与马达11之间。至于声发生器2则设在远离多叶片风扇10以及马达11等之类噪声源的位置处，并用一传声管12将此声发生器产生的声音辐射至任何所需的地方。此空调器内设有一热交换器15。噪声控制效应探测装置3则设在具有一空气过滤器7的入口格栅8之上，此种噪声控制效应探测装置可以采用电容式传声器，以降低成本和方便使用，控制器(相位转换器)4，如电控箱9那样，设在一便于进行维修的位置。上述声发生器2a-2g(在2g的情形，是传声管12的前端)配置成，使得有关声发生器间的距离、各个声发生器与噪声源即多叶片风扇或马达间的距离，均较待控制之噪声中具有最高的频率之噪声的波长之1/2为小，同时，这些个声发生器是设在噪声源周围不碍空气流通的位置上。
图14是示明本发明之空调器又一实施例的透视图。图15是此实施例的剖面图。在此实施例中，设有一用于贯流式通风机之旋转式噪声探测拾音器1a和一用于带动此通风机的马达11之电磁噪声拾音器1b，同时设有一批声发生器2h、2i和多个噪声控制效应探测装置3。这批声发生器2h与2i以并列的关系设在图15所示的位置上，不使空气流受阻。在空气出口处设有用来探测空气速度与空气压力的拾音器14，经过处理和输出此拾音器14的信号，可以推断在此空气出口处所产生的噪声，这样就能由声发生装置2i所发出的声来控制噪声。噪声控制效应探测装置3设定在具有一空气过滤器7之入口格栅8的适当部位上。此种噪声控制效应探测装置可以由电容式传声器组成，目的在于降低成本和便于利用。尽管在图15中未予示明，控制器(相位变换器)4正如电控箱9的情形中那样，设在一便于维修的位置。此实施例的控制装配方式可与图7和10中所示的相同。
本发明的这种动态噪声控制系统可以用于异于上述的任何空调器，而且这种系统尚可进一步用于空调器之外的相应装置中。
图16示明了一种其中朋从声发生器2发生出之背景音节或信息的系统。也可能在房室的冷却状态下产生一种冷声或在一室房的加热状态下产生一种热声。这样一类声是从信号输出装置17输出，通过一混合器18输送给声发生器装置2的。这里用到了一种固定滤波器18或自适应滤波器19。
在上述的空调器中，这些发生器是围绕噪声源设在至其距离小于待控制之噪声波长的1/2处，各个声发生器分别输入信号，使之有从低频至高频的宽广声频范围控制噪声。要是采用一传声管，就可使声发生器高在高噪声源较远的处所。在空调器的情形，此种声发生器是设在不阻碍空气流的地方，以使空调器的性能不致降低。需要用来进行动态噪声控制的声发生器或类似装置，可安装在空气入口格栅或相关装置之间的空位中，这样就几乎不会对空调器内各装置的布局带来约束。
图17示明本发明的再一种实施例。图17所示的设备包括用来探测空调器之空气出口与空气入口所产生的噪声之噪声探测装置1a与1b;用来产生相位与待测噪声相位相反之声波的声发生器2a与2b，以便有效地控制噪声;噪声控制效应探测装置3a与3b;以及一控制器4。此控制器4即分析此噪声，并促致声发生器2a与2b发声以进行动态噪声控制。其它的有关装置则是通过平行的软电线、同轴电缆、光纤或其它导线7a、7b、7c连接到一起的，由此，这些有关的装置便能高在自由选定的位置而得以传递大量的信息。在图17所示实施例中、靠近人耳的两个局部区被选作不两个噪声控制区，而噪声控制效应探测装置3a与3b则设在或邻近此局部噪声控制区，借此得以控制住人耳附近噪声，使这类区域的噪声减少。
图18示意地表明了实现此种动态噪声控制的控制系统。噪声探测装置1a与1b分别设在一空调器的空气出口与空气入口处，以能探测此空调器所产生的几乎所有噪声。噪声探测信号以恰当表示此空调器所产生之噪声的电信号形式经一混合器20与滤波器21，传送到控制器4。此控制器4分析和计算由设在人耳附近噪声控制区探测到的，在此相关噪声控制区内表示噪声的电信号和表示声音的电信号，并把这些电信号经功率放大器22后再送到声发生器2a与2b，它们所发出的声音减少了为噪声控制效应探测装置3a与3b所探测出的噪声。可以在控制器4上直接连接上一空调器用的遥控装置23，实现开关控制。声发生器2a与2b可在同时发出背景音节，通过上述遥控装置可对这种音节的发生进行“开”或“关”的控制。在上述实施例中，是把电容式传声器用作噪声探测装置和噪声效应探测装置。
图19示明了一个用来控制邻近人耳噪声区内的噪声之实施例，噪声控制效应探测装置3a与3b设在远距噪声控制区的位置，而噪声控制效应探测装置与人耳之间传递函数的实测值收预先设定于控制器4内，据此探测出邻近人耳噪声控制区内的噪声控制效应。由声发生器2a与2b辐射出的声音可经空心管8a与8b或类似装置传至相对于人耳邻近噪声控制区的最佳位置，这样就能把声发生器设大所需的远处位置。
图20示明了用于进行图19所示之动态噪声控制实施例的控制系统。为了噪声控制效应探测装置1a与1b探测出的信号传过一信号处理电路24，而产生一与此信号波长的n倍(通常是1-4倍)相对应的信号分量，再经过一混合器与滤波器25，由此获得一恰当表示此空调器噪声的电信号，然后此电信号即输送到控制器4。此控制器4根据上述电信号和从噪声控制效应探测装置3a与3b送来的信号进行分析和计算，产生出输送给声发生器2a与2b的电信号，由此生成出使来自噪声控制效应探测装置3a与3b输出信号衰减的噪声控制声。然后，上述电信号输过滤波器25，后者具有传递函数在邻近人耳与噪声控制效应探测装置3a和3b间的实测值H1与H2，借此，上述电信号即被校正成能在人耳邻近区进行噪声控制的电信号，并输送给声发生器2a与2b。声发生器2a与2b内设有功率放大器，因而能使声发生器2a与2b发出密实而满意的声音。可以使声发生器2a与2b发出背景音节、某项消息、令人欣慰的声音、在房间冷却时的冷声以及大房间加热时的热声，等等，而为了产生出这类声音，是将一信号发射装置26的输出信号与来自控制器4的一信号，通过混合器12a与12b后输送给发生器2a与2b的。与图19所示的实施例相同，可用一遥控装置23来实现远距离的开关式装置。
在图21所示的实施例中，是所本发明的一种动态噪声控制设备用于一房间9，此房间已另装有一发声系统10例如立体声音节系统)，包括它的扬声器2a与2b及驱动系统。通过把上述的有源噪声控制系统与此系统10相连，空调器5所辐射出的噪声便能以有源方式控制在图中虚线所框定的局部区域内。用于有源噪声控制的声发生器能够设置地空调器5-外部区域内，因则业已装配于房间9内的另两个声发生器2a与2b就可用作为这种进行有源噪声控制的声发生器，这样就能降低所需的费用，噪声控制效应探测装置3a与3b则是安装在在拟控制噪声的局部区域内。能够把噪声控制效应探测装置3a与3b设定大房间9，人任何所需的位置上，为此只需改变噪声控制效应探测装置3a、3b与声发生器2a、2b之间的传递函数，而这里的声发生器是要引入到此控制器的滤波器之中的，由此便能根据需要选择噪声控制区。
在图22所示的实施例中，利用一批声发生器2、多个噪声控制产应探测装置3以及一个多通道控制器用于动态噪声控制，可在房间9内形成多个噪声控制区。根据此实施例，就可对房间9内的一批人实现有源噪声控制。每个噪声控制区分别受位于其最近位置的声发生器作动态噪声控制。控制器4可设在空调器5的内部或外部，并且能够互换，而得以为噪声控制选择任何的通道数。在这一实施例中，对于各个分别以虚线标出的噪声控制区，是能够通过变动这批声发生器2与噪声控制效应探测装置的位置和改变控制器4之滤波器中的相应传递函数，来把这些噪声控制区设在任何所需之位置上的。还能够用一批噪声探测装置1精确而有效地测定出空调器辐射的噪声。
在图23所示的实施例中，由虚线所范定出的一个较大的噪声控制区是由一批较小的噪声控制区组成，这批较小的噪声控制效应探测区3按预定的间距组合成以A标明的一个较大的区。有一批同样以3标明的噪声控制效应探测装置按图24所示组配在一起。噪声控制区的大小正比于待控制的噪声之波长。因此，假定待控制之噪声频率是f，噪声控制效应探测装置间的距离δ就应满足下面的公式(1)(指明δ是在待控噪声之波长的1/2内)或公式(2)(指明δ是在待控制噪声之波长的1/2内)δ＜ 170/(f) …(1)δ＜ 113/(f) …(2)因而这些个噪声控制效应探测装置是设置在区域A内的。要是希望仅在噪声级中抑x(分贝)，则前述之噪声控制效应探测装置3之间的距离δ即由下式(3)确定δ＜ (y)/(f) ×0.6x/10…(3)上式中的f是待控噪声的小长，而y是一指示控制器4中算法控制精度的指数(0＜y＜1，当控制精度较高时，y趋近于1)。声发生器2的所在处不限于任何特定的们置，但最好是把声发生器设定到噪声控制区A内或其附近的与相应之噪声控制效应探测装置3较近的位置上。这是由于。一般说来，在这种噪声控制区以外的区域中，会由于声的干涉使噪声更大，而在此种噪控制区内或其附近，噪声是减小的。
在图25所示的实施例中，除空调器5外另有一噪声源S。在此实施例中另设有一噪声探测装置1C，通过将此噪声探测1C连接到一控制器4上，就能在控制此空调器噪声的同时，控制往由上述另有之噪声源所产生出的噪声。
根据上述系统，就能根据需要确定噪声控制区的位置、数目或大小，并能方便地把一房间的空位用于设置噪声控制效应探测装置和声发生器。
权利要求
1.一种用于三维空间的动态噪声控制设备，它包括用来探测从一噪音源辐射出之噪声的噪声探测装置、用来进行一有源噪声控制的控制器、多个声发生器和多个噪声控制效应探测装置，这些声发生器是围绕噪声源设置的，而噪声源与各声发生器间的距离以及各声发生器彼此间的距离都小于待控之具最大频率之噪声波长的1/2，上述用于有源噪声控制的控制器配置成，可根据前述噪声探测装置与噪声控制效应探测装置的输出信号，使这些声发生器所辐射出的声波在声压、波长与指向性上，均与从噪声源辐射到一三维空间在内的具有宽广频率范围的相同，但二者的相位相反。
2.如权利要求1所述的动态噪声控制，其中上述这些声发生器中至少有一个配备有用来将声音从这个声发生器传送出的传声管，而此传声管所设在的位置，要能使以此传输管辐射出的声音到达能满足以上要求的位置处。
3.如权利要求1或2所述的动态噪声控制设备，其中有一批固定滤波器分别插接在前述这些发生器与控制器之间，此种固定滤波器的特性取决于传递函数在前述声发生器与该三维空间区一代表性点之间的实测值，同时取决于传递函数在前述噪声控制效应探测装置与此三维空间区该代表性点之间的实测值。
4.如权利要求1或2或3所述之动态噪声控制设备，其中有固定滤波器插接在所说的噪声探测装置与控制器之间，而此种固定滤波器的特性则取决于前述噪声探测装置与三维空间区中该代表点之间遥传递函数。
5.如权利要求3或4所述的动态噪声控制设备，其中取代一部分或全部的前述固定滤波器而设置了一或多个这样的自适应滤波器，此种滤波器的特性与前述之传递函数相对应，并能根据所说噪声探测装置与噪声控制效应探测装置的输出信号而作出变化。
6.如权利要求1-5中任一项所述的动态噪声控制设备，其中前述的噪声控制效应探测装置是设置在因来自噪声源与来自声发生器之声波发生干涉而使所产生之声压变为最小的位置处。
7.如权利要求1-6中任一项所述的动态噪声控制设备，其中所说的噪声源是存在于一空调器内，而所述的噪声探测装置、用于进行动态噪声控制的控制器、声发生器以及噪声控制效应探测装置，都是装设在此空调器内的。
8.如权利要求7所述的动态噪声控制设备，其中前述这批声发生器是设定在不阻碍空气流通过空调器的位置上。
9.一种动态噪声控制设备，包括噪声探测装置、用于有源噪声控制的声发生器、配置在一局部噪声控制区内用来探测此区内噪声的噪声控制效应探测装置、以及用来进行动态噪声控制的控制器，此控制器配置用来控制所说的声发生器以实现动态噪声控制，使来自声发生器已到达噪声控制区的能为噪声控制效应探测装置探测出的声音，得以根据探测到的来自噪声探测装置与噪声控制效应探测装置的输出信号，在与待控制之噪声在相同声压、相同小长和相反相位的声波之作用下成为最小，其中上述的噪声控制效应探测装置可以设在任何所需的位置，而前述控制器和此种噪声控制效应探测装置，则是通过包括挠性和可动的并联软电线、同轴电缆、光纤或无线电波在内的信号传输装置连接到一起的。
10.如权利要求9所述的动态噪声控制设备，其中设置有一批声发生器，同时有一批噪声控制效应探测装置设在三维空间内的一些局部噪声控制区中。
11.如权利要求9所述的动态噪声控制设备，其中设置有一批声发生器，同时有一批噪声控制效应探测装置分别配置在前述局部噪声控制区内。
12.如权利要求10所述的动态噪声控制设备，其中这批噪声控制效应探测装置配置成，使任两个最近的这种装置的间距小于待控制之噪声波长的1/3至1/2，而一批局部的噪声控制区则布置成能围绕这些噪声控制效应探测装置组合成一大的局部噪声控制区。
13.如权利要求9、10、11或12所述的动态噪声控制装置，其中所述及的声发生器与用于进行有源噪声控制的控制器，是由包括挠性和可动的并联软电线、同轴电缆、光纤或无线电小在内的信号传输装置连接到一起的。
14.如权利要求9-13中任一项所述的动态噪声控制设备，其中设置有传声管，用来把由声发生器辐射出以进行动态噪声控制的声音，从任何位置传到三维空间区内。
15.如权利要求9-14中任一项所述的动态噪声控制设备，其中所述噪声源是存在于一空调器内，而所说的噪声探测装置也设在该空调器内。
全文摘要
用于三维空间的动态噪声控制系统，包括噪声探测装置、声发生器、噪声控制效应控测装置与控制器。声发生器与噪声控制效应探测装置均按间距小于待控噪声波长的1/2配置。各声发生器的输入信号与噪声控制效应探测装置的输出信号，分别通过滤波器来控制用于有源噪声控制的声音。在空调器的情形、噪声控制效应探测装置是设在不干扰空气流通过空调器的位置。
文档编号F24F13/24GK1075812SQ9310177
公开日1993年9月1日 申请日期1993年2月19日 优先权日1992年2月19日
发明者冈部信也, 下出新一, 佐藤良次, 花田正道, 千秋隆雄, 寺田浩清, 出石峰敏, 竹中宽, 伊藤将弘 申请人:株式会社日立制作所