一种应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪方法及系统与流程

1.本发明涉及制冷系统降噪技术领域，具体而言，尤其涉及一种应用于复合超低温保存箱的降噪方法及系统。


背景技术：

2.随着技术的发展，复合超低温保存箱制冷系统的噪声已经大幅降低，要求进一步降噪则会导致成本大幅度增加。而利用吸音装置降噪时，由于吸音装置降噪的频率范围有限，对于频率范围较宽的噪音的降噪效果不明显。
3.主动降噪是结合了声学和电学理论，采用有源噪音反相相消的方法，通过在腔体内安装主动降噪模块，侦测噪音并通过降噪模块驱动扬声器产生与之振幅相同相位相反的声波与之相抵消，从而实现良好的降噪效果。但在实际应用中，主动降噪主要用于点对点的声音传播过程，只能实现特定区域内的降噪，无法全面覆盖，进而无法实现于自由场空间的主动降噪。


技术实现要素：

4.根据现有的复合超低温保存箱制冷系统很难实现进一步降噪的技术问题，而提供一种应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪方法及系统。本发明主要利用复合制冷系统的自有设备进行噪声抵消，能够基本保持制冷系统结构不变的同时，降低噪声干扰。
5.本发明采用的技术手段如下：
6.一种应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪方法，包括以下步骤：
7.根据制冷系统的工作模式，在所述制冷系统中确定至少一个噪声源和一个抗噪源；
8.采集所述噪声源在工作过程中所产生的噪声音频信号以及所述噪声源与所述抗噪源之间的距离信息；
9.对所述噪声音频信号和距离信息进行处理后，生成用于控制所述抗噪源启动的输出信号；
10.所述抗噪源响应所述输出信号启动运转，从而产生能够与噪声声波相抵消的抗噪声波。
11.进一步地，当所述制冷系统中的噪声源数量大于1时，所述噪声音频信号为多个噪声源在工作过程中所产生的叠加噪声音频信号。
12.进一步地，对所述噪声音频信号和距离信息进行处理后，生成用于控制所述抗噪源启动的输出信号，包括：
13.基于所述噪声音频信号获取噪声声波的波动周期；
14.根据以下公式计算获取所述抗噪源的启动时刻：
15.t＝0.5t+nt-l/c
16.其中，t为抗噪源的启动时刻，t为噪声声波的波动周期，n为正整数，l为噪声源与
抗噪源之间的最大距离；
17.根据抗噪源的启动时刻生成控制抗噪源启动的时序信号作为输出信号。
18.进一步地，根据制冷系统的工作模式，在所述制冷系统中确定噪声源和抗噪源，包括：
19.在设备启动模式下：
20.当低温压缩机未启动时，将冷却风机作为噪声源，将高温压缩机作为抗噪源，
21.当低温压缩机启动时，将冷却风机和高温压缩机作为噪声源，将低温压缩机作为抗噪源；
22.在设备运转模式下：
23.将冷却风机和低温压缩机作为噪音源，将高温压缩机作为抗噪源。
24.进一步地，所述噪声音频信号至少包括噪声频率或者噪声分贝中的一个。
25.本发明还提供了一种应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪系统，用于执行上述任意一项所述的降噪方法，包括：
26.音频采集识别模块，其用于分别提取所述制冷系统冷却风机、高温压缩机和低温压缩机产生的噪声音频信号；
27.距离采集模块，其用于提取噪声源和抗噪源的距离信息；
28.数据分析处理模块，其用于接收所述噪声音频信号和距离信息，经过处理后生成用于控制所述抗噪源启动的输出信号；
29.执行模块，其用于基于所述输出信号控制抗噪源启动运行。
30.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
31.本发明基于复合超低温保存箱制冷系统的结构提点，利用复合制冷系统的自有设备进行噪声抵消，能够基本保持制冷系统结构不变的同时，降低噪声干扰。考虑到超低温保存箱主要噪音的音源为压缩机产生的，通过本发明给出的降噪方法，可以精准、实时地降低压缩机共振产生的不良噪音。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪方法流程图。
34.图2为实施例中降噪方法执行流程图。
35.图3为本应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪系统硬件布置位置示意图。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
38.如图1所示，本发明提供了一种应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪方法，包括以下步骤：
39.s1、根据制冷系统的工作模式，在所述制冷系统中确定至少一个噪声源和一个抗噪源。
40.具体来说，在设备启动模式下：1)当低温压缩机未启动时，将冷却风机作为噪声源，将高温压缩机作为抗噪源；2)当低温压缩机启动时，将冷却风机和高温压缩机作为噪声源，将低温压缩机作为抗噪源。在设备运转模式下：1)将冷却风机和低温压缩机作为噪音源，将高温压缩机作为抗噪源。在除霜状态下：1)停止降噪模块工作。
41.s2、采集所述噪声源在工作过程中所产生的噪声音频信号以及所述噪声源与所述抗噪源之间的距离信息。
42.具体来说，当所述制冷系统中的噪声源数量大于1时，所述噪声音频信号为多个噪声源在工作过程中所产生的叠加噪声音频信号。进一步地，所述噪声音频信号至少包括噪声频率或者噪声分贝中的一个。
43.s3、对所述噪声音频信号和距离信息进行处理后，生成用于控制所述抗噪源启动的输出信号。
44.首先，通过a/d转换电路，将采集的噪音模拟信号转换成数字信号。作为本发明优选的实施方式，控制器可以选用ads8364作为控制器的a/d转换芯片。
45.ads8364是一款低能耗、高性能、6通道同步采样的16位高速并行接口模数转换器，工作电压+5v,内置+2.5v基准电压源作为芯片的参考电压；并设有80db共模抑制的全差分输入通道、6个差分采样放大器以及6个4μs连续近似的模数转换器，可以最大限度地消除由于温度漂移带来的影响，显著降低系统噪声提高系统采样分辨率。
46.其次，通过系统计算，将接收的数字信号的反向抗噪数字信号传递至输出模块。具体来说，包括：
47.s301、基于数字化后的噪声音频信号获取噪声声波的波动周期。
48.s302、将接收到的数字信号进行解析，并根据以下公式计算获取所述抗噪源的启动时刻：
49.t＝0.5t+nt-l/c
50.其中，t为抗噪源的启动时刻，t为噪声声波的波动周期，n为正整数，l为噪声源与抗噪源之间的最大距离，c为声音在空气中的传播速度。即抗噪源的启动时间即为噪声源每一次启动后再经历(0.5t-l/c)时间到达的时刻。
51.s303、根据抗噪源的启动时刻生成控制抗噪源启动的时序信号作为输出信号。
52.作为本发明较佳的实施方式，在本实施例中基于上述方法，通过自适应滤波器对已识别的声音进行运算处理，给正在工作的压缩机、冷却风机输出信号源。本实施例以低温压缩机作为抗噪源为例进行说明：
53.首先，通过数据分析处理模块接收噪声数据，实时调整输出信号。通过设置在高温
压缩机、低温压缩机和风机处的声音采集器采集噪声信号。由于本实施例选为低温压缩机开启情况，此时采集高温压缩机的噪音模拟信号，通过控制器判断其是否达到预设的噪音标准。达到噪声标准后，通过a/d数模电路将采集的校准模拟信号转换为数字信号，接收a/d数模电路输出的噪声数字信号，通过控制器对该数字信号进行解析，获取高温压缩机的启动周期为t，则低温压缩机的启动时刻可以根据t＝0.5t+nt-l/c计算，即低温级压缩机的启动时刻为高温压缩机每一次启动后再经历(0.5t-l/c)时间到达的时刻。
54.其次，通过反向输出模块向低温压缩机启动控制器输出延时控制信号。此时将低温压缩机延时启动作为抗噪源，延时起到时刻即为上面计算得到的t。
55.优选地，本实施例中系统还包括校准模块，主要包括设置在机组出风口处的内置声音采集器，实时收集出风口发出的声音数据，传递给数据分析处理模块。
56.最后，输出模块包括压缩机和风机控制器，输出模块接收到的数字信号进行错时启动，实现降噪效果。
57.s4、所述抗噪源响应所述输出信号启动运转，从而产生能够与噪声声波相抵消的抗噪声波。
58.本发明使用一个或多个音频采集识别模块拾取原有噪声作为初级噪声参考信号，这里原有噪声包括高温压缩机、低温压缩机以及冷凝风机的噪音。通过在远端设置的误差音频采集模块收集叠加后的噪声作为反馈信号，由数据分析处理模块根据参考信号与反馈信号的特征进行计算并分别输出分时控制信号，再通过反向输出模块控制高温级压缩机、低温级压缩机和冷却风机分时启动，产生反向噪声作为抗噪声源，通过反向噪声波形与原始噪声干涉相消，达到降低到达用户耳朵噪声的幅度的目的。
59.本发明还提供了一种应用于复合超低温保存箱制冷系统的降噪系统，用于执行上述任意一项所述的降噪方法，包括：
60.音频采集识别模块，其用于分别提取所述制冷系统冷却风机、高温压缩机和低温压缩机产生的噪声音频信号；
61.距离采集模块，其用于提取噪声源和抗噪源的距离信息；
62.数据分析处理模块，其用于接收所述噪声音频信号和距离信息，经过处理后生成用于控制所述抗噪源启动的输出信号；
63.执行模块，其用于基于所述输出信号控制抗噪源启动运行。
64.下面通过具体应用实例对本发明的方案和效果做进一步说明。
65.本发明适用于超低温保存箱双系统产品，通过控制压缩机、冷却风机不同时段启动，从而实现降噪。系统分为音频识别采集模块、数据分析处理模块、输出模块以及校准模块。
66.音频采集识别模块用于在机组压缩机、冷却风机上放置声音采集设备，设备会对超低温保存箱产品内产生的声音进行实时识别，传递至数据分析处理模块。
67.数据分析处理模块用于基于数字化后的噪声音频信号获取噪声声波的波动周期。具体地，将接收到的数字信号进行解析，并根据以下公式计算获取所述抗噪源的启动时刻：t＝0.5t+nt-l/c其中，t为抗噪源的启动时刻，t为噪声声波的波动周期，n为正整数，l为噪声源与抗噪源之间的最大距离，c为声音在空气中的传播速度。说明抗噪源的启动时间即为噪声源每一次启动后再经历(0.5t-l/c)时间到达的时刻
68.反向输出模块用于与数字信号转换器、压缩机启动控制器、冷却风机控制器、压缩机、冷却风机进行电连接，将出局处理分析模块获取的分时控制信号发送至抗噪源。
69.校准模块用于在机组出风口处内置声音采集器，实时收集出风口发出的声音数据，传递给数据分析处理模块。
70.当产品处于运转状态时，音频采集识别模块(多个)会采集产品内所发出的音频，当达到特定频率或者一定分贝值时，会传递相关信息至数据分析处理模块。数据进行分析运算后会进行输出相应反向音源信号至反向输出模块，这时需要通过数字信号转换器进行处理后，传递至压缩机控制器、冷却风机控制器处处，进行信号输出，驱动压缩机、冷却风机错时启动运转，实现实时主动降噪。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。