用于控制次声压力的系统和方法
【专利说明】用于控制次声压力的系统和方法
[0001 ] 相关申请案的交叉引用
[0002]本申请案要求于2013年8月16日提交的、名称为次声压力控制(CONTROL OFINFRASOUND PRESSURES)的第61/866，614号美国临时专利申请案的优先权权益，所述专利申请内容特此通过引用结合在下文“【具体实施方式】”中。
技术领域
[0003]示例实施方式总体上涉及次声(infrasonic)压力波动(次声)，并且具体涉及用于控制次声的系统和方法。
【背景技术】
[0004]次声压力波动(次声)可以被描述为局部频率非常低的气压波动，并且可以由于自然过程或工业过程以及空气循环风扇以及大型风力涡轮机而产生。次声已经涉及与人类健康影响相关的多种问题。例如，病态建筑综合症(Sick Building Syndrome)已长时间与有缺陷的空气循环系统引起的低频(听不见的)循环压力波动相关。当居住者由于所述装置而感到不舒服时已经使用医学补救方法或自然补救方法。另一种常规解决方案是完全移除引发这种问题的装置，或者使居住者搬迀到远离这个源的另一住所。
[0005]例如，风力涡轮机的主要目的是由风的运动动力发电，而空气循环风扇的主要目的是使热空气或冷空气循环从而达到指定温度。许多这样的工业装置仅仅考虑到所述主要目标。然而，许多这样的装置通常未与次声相联系地设计，甚至没有考虑这方面。
[0006]以下鉴于“【具体实施方式】”可以认识到现有系统具有的额外困难。
【发明内容】
[0007]在一示例实施方式中，提供一种用于控制或消除例如住所、车辆等结构的内部的次声压力波动(次声)的系统和方法。不希望的次声破坏源可能是由例如大型风力涡轮机、甚至来自看起来远距离的工业过程或装置引起的。
[0008]在一示例实施方式中，提供一种针对界定有内部的结构的次声控制的系统。所述系统包括可反转压缩机，所述可反转压缩机包括壳体，所述壳体界定通向所述结构的内部的内部开口界面以及通向所述结构的外部的外部开口界面，并且所述压缩机包括用来在所述内部开口界面与所述外部开口界面之间产生正压力流和负压力流的至少一个可控元件。所述系统包括:经定位以感测指示所述结构的内部的压力的第一压力传感器;经定位以感测指示所述结构的外部的压力的第二压力传感器；以及至少一个控制器，所述至少一个控制器经配置以基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测到的所述压力来控制所述压缩机的所述至少一个可控元件以便消除所述结构的内部中的压力振荡。
[0009]根据另一示例实施方式，提供一种可反转次声压力波动(次声)产生压缩机，所述压缩机包括:壳体，所述壳体界定第一开口界面和第二开口界面;用于在所述壳体内旋转的转子，所述转子包括多个叶片，每个叶片具有相应磁铁，所述多个叶片由弹性材料形成以便在一定范围的正叶片角度与负叶片角度内扭曲从而在所述第一开口界面与所述第二开口界面之间产生相应正气流和负气流;经配置以产生正电流或负电流的驱动装置；以及电磁铁，所述电磁铁可由所述驱动装置的电流控制并且经定位以产生正磁场或负磁场，以便与所述磁铁在磁性上相互作用从而对应地使所述相应叶片扭曲到对应正叶片角度或负叶片角度。
[0010]根据另一示例实施方式，提供一种用于控制界定内部的结构的次声压力波动(次声)的方法，所述方法包括:确定指示所述结构的内部的第一压力传感器信息；确定指示所述结构的外部的第二压力传感器信息；以及使用至少一个控制器，基于所述确定的第一压力传感器信息和第二压力传感器信息对可反转压缩机的至少一个可控元件(所述压缩机界定通向所述结构的内部的内部开口界面以及通向所述结构的外部的外部开口界面)进行控制从而消除所述结构的内部中的压力振荡。
[0011]根据一示例实施方式，提供了用于执行所述方法中的任一或全部方法的至少一个控制器装置。
[0012]根据一示例实施方式，提供了一种非暂时计算机可读媒体，所述可读媒体含有由可由至少一个控制器装置执行以用于执行上述方法中的任一或全部方法的指令。
【附图说明】
[0013]通过举例，现在将参照示出示例实施方式的附图，在附图中:
[0014]图1图示根据一示例实施方式经配置以控制结构的内部的次声压力波动(次声)的系统的框图；
[0015]图2图示图1的系统的详细框图；
[0016]图3图示图1的系统的另一个详细框图，其图示机电单元的细节；
[0017]图4图示根据一个示例实施方式用于控制次声的实例方法的流程图；
[0018]图5图示根据一示例实施方式的图1的系统的外部或等效压力传感器信号调节系统的详细框图；
[0019]图6图示根据一示例实施方式的图1的系统的内部压力传感器信号调节系统的详细框图；
[0020]图7图示根据一个示例实施方式的图1的系统的压力传感器单元的详细框图；
[0021]图8图示根据一示例实施方式的有待使用在图1的系统中的次声产生压缩机的分解视图；
[0022]图9图示图8的组装好的次声产生压缩机的部分上半部截面简图，余下的部分下半部截面基本上是其镜像(未在此示出)；
[0023]图10以简图的形式图示图9的详细视图；
[0024]图11图示图8的组装好的次声产生压缩机的轴向视图；
[0025]图12图示根据一示例实施方式的用于图8的次声产生压缩机的压缩机转子的轴向视图；
[0026]图13以简图的形式图示根据一示例实施方式的示例环形电磁结构的局部细节截面；
[0027]图14图示图8中示出的次声产生压缩机的示例壳体的端视图，图示根据一示例实施方式的自旋模式衰减器；
[0028]图15图示安装有隔屏的图14的示例壳体的端视图。
[0029]图16以与图13具有类似视图用简图的形式图示根据另一个示例实施方式的另一个示例环形电磁结构;并且
[0030]图17以与图9的类似视图用简图的形式图示根据另一个示例实施方式的另一个实例次声产生压缩机。
[0031]相似的参考数字在不同附图中可以用来指示相似的部件。
【具体实施方式】
[0032]某些类型工业机器的邻近者先前抱怨与病态建筑综合症相类似的症状，所述症状可能是次声压力波动(次声)造成的。例如，大型风力涡轮机设备的某些邻近者在安装和运行大型风力涡轮机发电机之后在他们家中遭受类似症状。工业和病态建筑情况中测量措施和补救措施指出循环的次声压力波动可能是所述症状的促成原因。
[0033]可能有利的是提供一种对影响人们居住的结构中的不希望的次声压力波动进行控制的方法，而不必要求昂贵的或不切实际的修改或消除产生次声的系统。
[0034]在一示例实施方式中，提供一个具有电控可反转压缩机的系统，所述系统安装在例如住所的结构的外部与内部之间。压缩机流动方向的这种可反转性是使得经过压缩机的流动是完全控制，以连续可变方式、以与到达所述结构的内部的压力波动速率至少相等的速率来从零到正的或负的受控流动速率。在一示例实施方式中，控制所述压力波动的谐波含量，例如压力破坏源的的基础谐波和/或较高阶谐波。所述系统包括电子控制系统，所述电子控制系统包括至少一个控制器，所述至少一个控制器以闭环运行，使得通过所述可反转压缩机向目标结构容积中传送空气或从中移除空气的流动速率和流动方向根据时间产生相反偏振的压力以自动消除所述压力感测系统感测到的压力波动。
[0035]在一示例实施方式中，提供一种用于界定内部的结构的次声控制的系统。所述系统包括可反转压缩机，所述可反转压缩机包括壳体，所述壳体界定通向所述结构的内部的内部开口界面和通向所述结构的外部的外部开口界面;并且所述可反转压缩机包括用来在内部开口界面与外部开口界面之间产生正压力流和负压力流的至少一个可控元件。所述系统包括经定位以感测指示所述结构的内部压力的第一压力传感器、经定位以感测指示所述结构的外部压力的第二压力传感器、以及至少一个控制器，所述至少一个控制器经配置以基于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测到的压力来控制所述压缩机的至少一个可控元件以便消除所述结构的内部中的压力振荡。
[0036]根据另一示例实施方式，提供可反转次声压力波动(次声)产生压缩机，所述压缩机包括:界定第一开口界面和第二开口界面的壳体;用于在所述壳体内旋转的转子，所述转子包括多个叶片，每个叶片具有相应磁铁，由弹性材料形成的所述多个叶片以一定范围的正叶片角度与负叶片角度内扭曲从而在所述第一开口界面与所述第二开口界面之间产生相应正气流和负气流;经配置以产生正电流和负电流的驱动装置；以及电磁铁，所述电磁铁可通过来自所述驱动装置的电流控制并且经定位为产生与所述磁铁进行磁性相互作用的正磁场或负磁场，以便使所述相应叶片分别扭曲相应正叶片角度或负叶片角度。
[0037]根据另一示例实施方式，提供了一种用于对界定内部的结构的次声压力波动(次声)进行控制的方法，所述方法包括:确定指示所述结构的内部的第一压力传感器信息；确定指示所述结构的外部的第二压力传感器信息；以及使用至少一个控制器、基于确定的第一压力传感器信息和第二压力传感器信息对可反转压缩机的至少一个可控元件(所述压缩机界定了通向所述结构的内部的内部开口界面以及通向所述结构的外部的外部开口界面)进行控制以便消除所述结构的内部中的压力振荡。
[0038]首先参照图1和图2，根据一示例实施方式，这两个图通过框图形式图示经配置以控制或消除结构1 2内部的次声压力波动(次声)的系统1 O。在某些示例实施方式中，结构102可以是房间、住所、建筑物、车辆等或至少是它们中的一部分。如图2所示，结构102界定内部104并且具有相应外部106。在某些示例实施方式中，外部106可能具有不希望的次声源(未示出)，这个次声源可能是由例如