电梯轿厢降噪方法、系统和电梯与流程

文档序号:29705583发布日期:2022-04-16 15:35阅读:345来源:国知局
电梯轿厢降噪方法、系统和电梯与流程

1.本技术涉及电梯降噪技术领域,特别是涉及一种电梯轿厢降噪方法、系统和电梯。


背景技术:

2.电梯,又称垂直电梯,是一种垂直运送行人或货物的运输设备。在电梯运行过程中,电梯轿厢通常处于关闭状态,使得轿厢运行过程中产生的噪音会存留较多的时间,严重降低乘客的使用体验感和安全感。因此,有必要对电梯轿厢进行降噪处理。
3.传统的电梯轿厢降噪方法,通过增加隔音棉等介质填充轿厢壁板之间的间隙,或是将轿厢壁板做成多层夹心的结构,将吸收外部噪音的隔音棉塞进轿厢壁板内,降低外部噪音经壁板传入轿厢的程度,进而达到降噪的目的。然而,传统的电梯轿厢降噪方法,并不能降低因电梯机械振动产生的噪音。
4.因此,传统的电梯轿厢降噪方法,具有降噪效果差的缺点。


技术实现要素:

5.基于此,有必要提供一种电梯轿厢降噪方法、系统和电梯,提高电梯轿厢降噪方法的降噪效果。
6.第一方面,本技术提供了一种电梯轿厢降噪方法,包括:
7.获取电梯运行信息和环境噪音信号;
8.根据所述电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号;
9.根据所述环境噪音信号、所述振动噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号;所述噪音抵消信号用于降低所述环境噪音信号和所述振动噪音信号对应的入耳声压响应。
10.在其中一个实施例中,所述电梯运行信息包括电梯轿厢的速度和加速度;所述根据所述电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号,包括:
11.根据电梯轿厢的速度和加速度,确定电梯轿厢的电机力矩信息;
12.根据所述电机力矩信息,以及电机力矩与振动的关系,确定轿厢壁板的振动信号;
13.根据所述振动信号和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号。
14.在其中一个实施例中,所述根据所述电机力矩信息,以及电机力矩与振动的关系,确定作用于轿厢壁板的振动信号之后,还包括:
15.根据所述振动信号,确定振动量抵消信号;所述振动量抵消信号用于抵消所述振动信号中,可能引起轿内部件共振的振动信号分量。
16.在其中一个实施例中,所述根据所述电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号之前,还包括:
17.建立振动噪音传递关系模型。
18.在其中一个实施例中,所述建立振动噪音传递关系模型,包括:
19.获取不同参数振动负载作用下,电梯轿厢内的振动噪音信号;
20.根据不同参数振动负载下对应的振动噪音信号,建立振动噪音传递关系模型。
21.在其中一个实施例中,所述根据所述环境噪音信号、所述振动噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号之前,还包括:
22.建立声场衰减模型。
23.在其中一个实施例中,所述建立声场衰减模型,包括:
24.获取不同频率噪音信号对应的声波信号;
25.基于时域边界元法对所述声波信号进行算法拟合,得到所述声波信号对应的入耳声压响应;
26.根据所述声波信号,以及所述声波信号对应的入耳声压响应,得到声场衰减模型。
27.在其中一个实施例中,所述根据所述电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号之后,还包括:
28.获取电梯运行过程中的实际振动信号,并基于所述实际振动信号和所述振动噪音信号,确定振动噪音补偿参数。
29.第二方面,本技术提供了一种电梯轿厢降噪系统,包括:控制器、扬声器、振动发生器、振动传感器、声音接收装置和声音发生装置;所述控制器连接所述扬声器、所述振动发生器、所述振动传感器、所述声音接收装置和所述声音发生装置,用于执行述的方法。
30.第三方面,本技术提供了一种电梯,包括上述的电梯轿厢降噪系统。
31.上述电梯轿厢降噪方法、系统和电梯,获取电梯运行信息和环境噪音信号,并根据电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,预测得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号,再结合环境噪音信号、振动噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号,以降低运行过程中产生的噪音信号对应的入耳声压响应,相当于采用主动降噪技术,根据电梯运行信息实时调整噪音抵消信号,有利于提升降噪效果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为一实施例中电梯轿厢降噪方法的流程示意图;
34.图2为另一实施例中电梯轿厢降噪方法的流程示意图;
35.图3为一实施例中建立振动噪音传递关系模型的流程示意图;
36.图4为一实施例中建立声场衰减模型的流程示意图;
37.图5为一实施例中根据电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号的流程示意图;
38.图6为又一实施例中电梯轿厢降噪方法的流程示意图;
39.图7为一实施例中电梯轿厢降噪系统的结构框图;
40.图8为另一实施例中电梯轿厢降噪系统的结构框图。
具体实施方式
41.为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
42.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。
43.需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件时,它可以是直接连接到另一个元件,或者通过居中元件连接另一个元件。此外,以下实施例中的“连接”,如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
44.在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
45.降噪的方法可大致分为主动降噪和被动降噪两种。其中,被动降噪方式以物理材料来进行吸音降噪,电梯通常采用被动降噪技术;主动降噪通过采集外界噪音,并根据采集得到的外界噪音,产生与噪音振幅相等的反相声波,将噪音中和,从而实现降噪的效果。采用被动降噪技术,一方面,需要对电梯轿厢壁板进行结构改造,成本高;另一方面,仅适用于较大空隙的情况,无法降低电气走线用的空洞等较小空隙产生的风洞噪音,且不能降低因电梯机械振动产生的噪音,降噪效果有限。而采用传统的主动降噪技术,无法降低因电梯运行导致的振动噪音。基于此,本技术提出一种用于电梯降噪的主动降噪方法,通过预先建立电梯的振动噪音传递关系模型和声场衰减模型,并根据电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,预测得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号,再结合获取的环境噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号,以降低运行过程中,环境噪音信号和振动噪音信号对应的入耳声压响应,提升降噪效果。
46.在一个实施例中,如图1所示,提供了一种电梯轿厢降噪方法,包括步骤s200至步骤s600。
47.步骤s200:获取电梯运行信息和环境噪音信号。
48.其中,电梯运行信息是指电梯在运行过程中的实时状态信息,具体包括电梯在电梯井中的位置、载重、上下状态信息、运行速度和运行加速度等。环境噪音信号指利用声音收集装置,在轿厢内部环境和外部环境收集得到的噪音信号,包括井道中的风声,以及电梯轿厢与井道内气流摩擦产生的噪声。
49.具体的,控制器可以从电梯控制系统获取电梯运行信息,并从声音收集装置获取环境噪音信号。进一步的,控制器获取电梯运行信息和环境噪音信号的具体方式,可以是主动获取,也可以是被动接收。
50.步骤s400:根据电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号。
51.其中,振动噪音传递关系模型用于表征振动和噪音的传递关系。运行噪音信号,是指因电梯运行而产生的噪音信号。具体的,电梯运行过程中,噪音来源主要包括井道中的风声、电梯轿厢与井道内气流摩擦产生的噪音,以及轿厢外部机械部件振动带动轿厢振动而产生的噪音。基于此,可以根据电梯运行信息,以及预设的振动噪音传递关系模型,确定电梯运行过程中产生的各类与振动有关的噪音,预测得到振动噪音信号。
52.步骤s600:根据环境噪音信号、振动噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号。
53.其中,声场衰减模型用于表征声音在传递过程中的衰减。噪音抵消信号用于降低环境噪音信号和振动噪音信号对应的入耳声压响应。具体的,控制器根据环境噪音信号和预设的声场衰减模型,可以得到环境噪音信号对应的入耳声压响应,根据振动噪音信号和预设的声场衰减模型,可以得到振动噪音信号对应的入耳声压响应,再结合各入耳声压响应即可确定噪音抵消信号。控制器再结合扬声器的位置和数量,控制扬声器输出噪音抵消信号对应的反向噪音,以降低运行过程中产生的噪音信号对应的入耳声压响应,达到降噪的目的。可以理解,噪音抵消信号与入耳声压响应的频率和幅值相同,且相位相反。
54.进一步的,控制器可以将电梯运行过程中产生的各类噪音,整合后得到运行噪音信号,再根据该运行噪音信号对应的入耳声压响应,确定噪音抵消信号;也可以根据电梯运行过程中产生的不同类型的运行噪音信号,分别进行相位偏移,确定对应的抵消信号,再将不同类型的抵消信号进行叠加整合,得到噪音抵消信号。
55.上述电梯轿厢降噪方法,获取电梯运行信息和环境噪音信号,并根据电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,预测得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号,再结合环境噪音信号、振动噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号,以降低运行过程中产生的噪音信号对应的入耳声压响应,一方面,相当于采用主动降噪技术,根据电梯运行信息实时调整噪音抵消信号,有利于提升降噪效果;另一方面,在确定噪音抵消信号的过程中,还考虑噪音在传输过程中的衰减,有利于进一步提升对入耳声压响应的降噪效果。
56.在一个实施例中,如图2所示,步骤s400之前,还包括步骤s300:建立振动噪音传递关系模型。其中,步骤s300可以在步骤s200之前、之后或与步骤s200同步执行。
57.如前文所述,振动噪音传递关系模型用于表征振动和噪音的传递关系。具体的,振动噪音传递关系模型的建立方式并不唯一。例如,可以采用理论建模的方式,根据振动引起噪音的原理,并结合电梯参数得到振动噪音传递关系模型,该电梯参数包括电梯轿厢壁板的大小、数量、材质,以及电梯轿厢的位置等;也可以采用实验建模的方式,通过对电梯轿厢施加不同参数的振动负载,并检测因振动引起的噪音信号,进而建立振动噪音传递关系模型;还可以采用理论和实验相结合的建模方式,先基于电梯参数得到振动传递模型,再对电梯轿厢施加振动负载,并检测因振动引起的噪音信号,整定振动传递模型中壁板振动等的衰减值,进而得到振动噪音传递关系模型。
58.在一个实施例中,如图3所示,步骤s300包括步骤s320和步骤s340。
59.步骤s320:获取不同参数振动负载作用下,电梯轿厢内的振动噪音信号。
60.其中,振动负载作用于轿厢壁板。具体的,可以配置振动发生器,向轿厢壁板输出不同频率和幅值的振动负载,并通过设置于轿厢内部的声音接收装置,采集对应振动负载作用下,电梯轿厢内的振动噪音信号。进一步的,控制器获取不同参数振动负载作用下,电
梯轿厢内的振动噪音信号的具体方式,可以是主动获取,也可以是被动接收。
61.步骤s340:根据不同参数振动负载下对应的振动噪音信号,建立振动噪音传递关系模型。
62.具体的,控制器根据获取的振动噪音信号,以及振动噪音信号对应的振动负载,基于统计学方法,可以拟合得到振动负载与振动噪音信号的关系,进而建立振动噪音传递关系模型。
63.上述实施例中,通过实验的方式建立振动噪音传递关系模型,有利于提高振动噪音传递关系模型的准确性,进而提高运行噪音信号的准确性,提升降噪效果。
64.在一个实施例中,请继续参考图2,步骤s600之前,还包括步骤s500:建立声场衰减模型。其中,步骤s500与步骤s200至步骤s400的执行顺序,可以是之前、之后或同步执行。
65.如前文所述,声场衰减模型用于表征声音在传递过程中的衰减。具体的,声场衰减模型的建立方式并不唯一。例如,可以采用理论建模的方式,根据声音在介质中的传播原理,并结合电梯参数得到声场衰减模型,该电梯参数包括电梯轿厢壁板的大小、数量和材质等;也可以采用实验建模的方式,通过对电梯轿厢施加不同频率的噪音负载,并检测因噪音负载引起的声波信号,进而建立声场衰减模型;还可以采用理论和实验相结合的建模方式,先基于电梯参数得到初始声场衰减模型,再对电梯轿厢施加噪音负载,并检测因噪音负载引起的声波信号,整定初始声场衰减模型中的衰减值,确定轿厢对各种频率声波的传递模型,得到声场衰减模型。
66.在一个实施例中,如图4所示,步骤s500包括步骤s520至步骤s560。
67.步骤s520:获取不同频率噪音信号对应的声波信号。
68.具体的,可以配置声音发生装置,在轿厢内部和外部的不同位置,产生设定频域范围内的固定频率噪音信号,并配置声音接收装置采集经过介质传播后,噪音信号对应的声波信号,再由控制器从声音接收装置获取不同频率噪音信号对应的声波信号。该设定频域范围,可以根据电梯运行时产生的实际噪音信号的频域范围确定,例如可以是10hz~2khz。
69.进一步的,控制器获取不同频率噪音信号对应的声波信号的具体方式,可以是主动获取,也可以是被动接收。
70.步骤s540:基于时域边界元法对声波信号进行算法拟合,得到该声波信号对应的入耳声压响应。
71.其中,时域边界元法是基于动力基本解建立边界积分方程的边界元法。具体的,控制器可以建立轿厢的有限元模型,并将不同频率的噪音信号作为有限元输入到轿厢上,再利用时域边界元法进行算法拟合,分析得到这些声波信号传送到乘客的入耳声压响应。
72.步骤s560:根据声波信号,以及声波信号对应的入耳声压响应,得到声场衰减模型。
73.具体的,将声波信号,以及声波信号对应的入耳声压响应进行对比拟合,不断修正衰减参数,就能够拟合出设定频域范围内不同频率的噪音传播过程中的声场衰减模型。
74.可以理解,当声音发生装置设置于轿厢内部时,得到的是噪音在轿厢内部传输的声场衰减模型;当声音发生装置设置于轿厢外部时,得到的是噪音从轿厢外部传输至轿厢内的声场衰减模型。基于此,可以建立不同的声场衰减模型,并根据运行噪声信号的种类,分别根据对应的声场衰减模型确定对应的抵消信号,再将不同类型的抵消信号进行叠加整
合,得到最终用于降低运行噪音信号对应的入耳声压响应的噪音抵消信号。
75.上述实施例中,通过实验的方式建立声场衰减模型,有利于提高声场衰减模型的准确性,进而提高噪音抵消信号的准确性,提升降噪效果。
76.在一个实施例中,如图2所示,步骤s400之后,还包括步骤s700:获取电梯运行过程中的实际振动信号,并基于实际振动信号和振动噪音信号,确定振动噪音补偿参数。其中,步骤s700可以在步骤s600之前、之后或与步骤s600同步执行,同样的,步骤s700可以在步骤s500之前、之后或与步骤s500同步执行。
77.其中,振动噪音信号是指电梯运行过程中,因轿厢外部机械部件振动(如导轨与导靴摩擦时产生的振动、钢丝绳与绳轮摩擦产生的振动或电梯加减速时产生的振动),带动轿厢振动而产生的噪音。振动噪音补偿参数用于对后续得到的振动噪音信号进行补偿;环境噪音补偿参数用于对后续得到的环境噪音信号进行补偿。
78.具体的,随着电梯运行次数的增加,减震橡胶等的机械部件都会产生一定程度的磨损,其振动衰减值会不断变化,产生的振动也会随之变化。基于此,可以配置振动传感器检测电梯运行过程中轿厢壁板的实际振动信号,并将实际振动信号,与步骤s400中预测得到的振动噪音信号进行比较,得到振动噪音补偿参数。这样,在后续降噪过程中,可以基于上述补偿参数,对得到的运行噪音信号进行校准,有利于提高运行噪音信号的准确性。
79.进一步的,控制器基于实际振动信号和振动噪音信号,确定振动噪音补偿参数的具体方式并不唯一。例如,可以对实际振动信号和振动噪音信号进行求差或求商比较,得到振动噪音补偿参数。可以理解,上述求差或求商,是指对信号的频率和幅值分别进行求差或求商,以得到对应的振动频率补偿参数和振动幅值补偿参数。而振动噪音补偿参数是综合振动频率补偿参数和振动幅值补偿参数后,最终得到的噪音补偿参数。
80.上述实施例中,通过获取电梯运行过程中的实际振动信号,并基于实际振动信号和振动噪音信号,得到振动噪音补偿参数,可以对后续降噪过程中得到的运行噪音信号进行补偿,有利于提高运行噪音信号的准确性,进一步提升降噪效果。
81.在一个实施例中,电梯运行信息包括电梯轿厢的速度和加速度。在该实施例的情形下,如图5所示,步骤s400包括步骤s420至步骤s460。
82.步骤s420:根据电梯轿厢的速度和加速度,确定电机力矩信息。
83.其中,电梯轿厢的速度,是指电梯运行时轿厢的实时速度。电梯轿厢的加速度,是指电梯运行时轿厢的实时加速度。
84.进一步的,电梯通常由电机驱动,电梯轿厢的速度与电机转速正相关,电梯轿厢的加速度与电机加转速正相关,而电机转速及加速度又反映着电机力矩。基于此,可以根据电梯轿厢的速度及加速度,确定电梯轿厢的电机力矩信息。此外,控制器也可以从电梯控制系统直接获取电机力矩信息。
85.步骤s440:根据电机力矩信息,以及电机力矩与振动的关系,确定轿厢壁板的振动信号。
86.其中,电机力矩与振动的关系可以通过理论和实验结合的方式确定:首先,根据轿厢各部件的参数和振动传递特性,建立轿厢振动机械模型;再控制电梯中的电机输出不同频率的正弦力矩,并通过设置于轿厢壁板的振动传感器获取不同频率正弦力矩作用下,实际传递到轿厢壁板的振动信号,并根据不同频率正弦力矩及其对应的振动信号,基于统计
学的方法,拟合得到力矩振动曲线,以对轿厢振动机械模型进行参数整定,得到电机力矩与传递到轿厢壁板的振动信号的关系。
87.具体的,根据电机力矩信息,以及电机力矩与振动的关系,可以确定该电机力矩信息对应的电机力矩的作用下,传递到轿厢壁板的振动信号。
88.步骤s460:根据振动信号和预设的振动噪音传递关系模型,得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号。
89.如前文所述,振动噪音传递关系模型用于表征振动和噪音的传递关系。具体的,根据振动信号和预设的振动噪音传递关系模型,可以得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号。
90.需要说明的是,上述步骤中得到的振动噪音信号,均为包含频率和幅值信息的周期信号。
91.上述实施例中,基于电梯轿厢运行过程中的电机力矩信息,确定振动噪音信号,有利于提高振动噪音信号的准确性,进而提升降噪效果。
92.在一个实施例中,请继续参考图5,步骤s440之后,还包括步骤s450:根据振动信号,确定振动量抵消信号。其中,步骤s450可以在步骤s460之前、之后,或与步骤s460同步执行。
93.其中,振动量抵消信号用于抵消振动信号中,可能引起轿内部件共振的振动信号分量。具体的,电梯在运动过程中,电梯轿厢内外的部件均会产生不同程度的振动,该振动传递到轿厢内部部件,将会引起电梯轿厢的内部振动。通常,内部振动比较微弱,其产生的噪音不足以达到人听力的下限,但若这些振动引起轿内部件的共振时,有可能会使轿内噪音增大。基于此,控制器可以根据振动信号,以及电梯轿厢内部部件的共振频率,分离出振动信号中特定频率的振动信号分量,并基于该振动信号分量,确定振动量抵消信号,并根据该振动量抵消信号,控制振动发生器向电梯轿厢壁板输出对应的反向振动量,以辅助抵消电梯运行过程中,传递到轿厢壁板的振动,从而减少因轿壁振动而产生的轿厢内噪音,提高噪音消减效果。
94.为便于理解,下面结合图6,对电梯轿厢降噪方法的具体过程进行详细说明。
95.在一个实施例中,如图6所示,控制器先获取电梯轿厢壁板的大小、数量、材质,以及电梯轿厢的位置等电梯参数,并根据电梯参数建立轿厢的初始声场模型和振动传递模型。建立上述初始模型之后,一方面,利用放置在轿顶或轿内的声波发生装置,产生固定频率范围内的声音,并利用声音接收装置记录轿顶和轿厢接收到的噪音信号的波形,得到噪音信号的振幅和频率,并将噪音信号的振幅和频率作为有限元,整定初始声场模型中的衰减值,得到轿厢对各种频率声波的传递模型,即声场衰减模型。另一方面,通过电梯控制系统控制主机向轿厢传递不同频率的振动负载,并通过振动传感器采集各频率振动负载下,轿厢壁板的振动信号,通过声音接收装置采集各频率振动负载下的噪声声波,再根据振动信号及其对应的噪声声波,整定振动传递模型中的衰减值,得到振动噪音传递关系模型。
96.模型建立完成后,一方面,控制器获取电梯运行速度、位置、载重等运行信息,并将运行信息输入上述模型,预测电梯运行过程中,可能产生的振动噪音信号;另一方面,控制器获声音接收装置侦测的环境噪音信息。此外,振动传感器侦测外界振动和噪音信息,并根据侦测得到的实际振动信号,与上一周期预测得到的振动噪音信号进行比较,确定当前周
期的振动噪音补偿参数。再根据当前预测得到的振动噪音信号和采集得到的环境噪音信号,以及当前周期的振动噪音补偿参数,生成噪音抵消信号。最后再控制扬声器向轿厢内输出噪音抵消信号对应的反向噪音,即可降低环境噪音信号和振动噪音信号对应的入耳声压响应,达到降噪的目的。
97.上述电梯轿厢降噪方法,获取电梯运行信息和环境噪音信号,并根据电梯运行信息和预设的振动噪音传递关系模型,预测得到电梯运行过程中产生的振动噪音信号,再结合环境噪音信号和预设的声场衰减模型,确定噪音抵消信号,以降低运行过程中产生的噪音信号对应的入耳声压响应,一方面,相当于采用主动降噪技术,根据电梯运行信息实时调整噪音抵消信号,有利于提升降噪效果;另一方面,在确定噪音抵消信号的过程中,还考虑噪音在传输过程中的衰减,有利于进一步提升对入耳声压响应的降噪效果。并且,无需对轿厢壁板进行结构改造,有利于降低成本。
98.应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
99.在一个实施例中,如图7所示,提供了一种电梯轿厢降噪系统,包括:控制器100、扬声器200、振动发生器300、振动传感器400、声音接收装置500和声音发生装置600。该控制器100连接扬声器200、振动发生器300、振动传感器400、声音接收装置500和声音发生装置600,用于执行上述的电梯轿厢降噪方法。
100.其中,控制器100可以是包含各类处理芯片及其外围电路,具备逻辑运算功能的硬件模块。该处理芯片,可以是单片机、dsp(digital signal process,数字信号处理)芯片或fpga(field programmable gate array,现场可编程逻辑门阵列)芯片。扬声器200是一种把电信号转变为声信号的换能器件,该扬声器200的具体类型并不唯一,例如可以是电动式、电磁式或压电式扬声器。振动发生器300是用于产生振动或激振力并将其传递给试件或结构的振动发生装置。振动传感器400是用于检测机械振动的传感装置。该振动传感器400,具体可以是机械式、光学式或电测振动传感器。声音接收装置500是用于接收外界声音,并将声信号转换成电信号的硬件装置。该声音接收装置500可以动圈式、电容式或驻极体声音接收装置。声音发生装置600是能发出与自然声音能量密度分布相似信号的信号发生装置。
101.具体的,扬声器200用于输出噪音抵消信号对应的降噪声波,以达到降噪的目的。振动发生器300用于产生与振动量抵消信号对应的反向振动量,以辅助抵消电梯运行过程中,传递到轿厢壁板的振动,从而减少因轿壁振动而产生的轿厢内噪音,提高噪音消减效果。振动传感器400用于检测电梯运行过程中轿厢壁板的实际振动信号,以便控制器100根据实际振动信号和预测得到的振动噪音信号进行比较,得到振动噪音补偿参数,进一步提高降噪效果。声音接收装置500一方面用于在模型建立的过程中,采集不同参数振动负载下的噪声声波,以及采集经过介质传播后,不同频率噪音信号对应的声波信号,以便控制器100建立振动噪音传递关系模型和声场衰减模型;另一方面用于采集电梯运行过程中的环
境噪音信号。声音发生装置600用于在声场衰减模型建立过程中,产生设定频域范围内的固定频率噪音信号。
102.进一步的,上述各硬件装置的具体数量和安装位置并不唯一。例如,扬声器200的数量可以是一个或多个,数量为多个的情况下,可以设置于轿厢的不同位置(例如,可以将2个扬声器设置于轿厢左侧壁和右侧壁的中心,离地面约1.7m~1.8m的位置),具体的,控制器100可以根据扬声器200的数量及安装位置,确定不同扬声器对应的控制信号,以确保各扬声器输出的降噪声波叠加,可以降低运行噪音信号对应的入耳声压响应;振动传感器400的数量可以是一个或多个,数量为多个的情况下,可以设置于轿厢的不同位置(例如,可以将4个振动传感器分别设置于轿厢侧壁、前壁、后壁的壁板上),检测轿厢不同位置的振动信号,控制器100可以基于不同位置的振动信号,确定轿厢的实际振动信号。声音接收装置500的数量也可以是一个或多个,数量为多个的情况下,可以设置于轿厢内核轿厢外的不同位置(例如,可以在轿厢内部四个角落的不同位置,设置12个用于检测轿厢内部噪音的声音接收装置,以便建立模型,在后续使用过程中,可以拆除其中的8个,仅保留轿厢对角位置的四个,用于采集环境噪音信号;又如,可以在轿顶的四个角落设置4个用于检测轿厢外部噪音的声音接收装置),以便控制器100分别建立轿厢内和轿厢外的声场衰减模型。
103.上述电梯轿厢降噪系统,通过配置对应的硬件模块,可以采用主动降噪技术,根据电梯运行信息实时调整噪音抵消信号,有利于提升降噪效果。
104.在一个实施例中,如图8所示,声音接收装置500包括轿内噪音收音用麦克风510和轿外噪音收音用麦克风520。控制器100包括控制模块101、轿顶声音a/d转换模块102、第一滤波模块103、轿内声音a/d转换模块104、第二滤波模块105、通信处理模块106、振动量输入模块107、第三滤波模块108、反向声波制造模块109、放大器110、声音d/a转换模块111和振动量d/a转换模块112。
105.其中,轿外噪音收音用麦克风520用于采集电梯轿厢的外部噪音模拟信号,并发送至轿顶声音a/d转换模块102。轿顶声音a/d转换模块102用于将外部噪音模拟信号转换成数字信号,该数字信号经过第一滤波模块103低通滤波处理后,输入至控制模块101。轿内噪音收音用麦克风510用于采集电梯轿厢的内部噪音模拟信号,并发送至轿内声音a/d转换模块104。轿顶声音a/d转换模块104用于将内部噪音模拟信号转换成数字信号,该数字信号经过第二滤波模块105低通滤波处理后,输入至控制模块101。振动量输入模块107用于将振动传感器400检测到的振动信号作a/d转换,得到数字信号,该数字信号经过第三滤波模块108高通滤波处理后,输入至控制模块101。通信处理模块106一方面用于与电梯控制系统进行通信,获取电梯运行信息,并输入至控制模块101,另一方面用于与声音发生装置600通信,将声音发生装置600产生的设定频域范围内的固定频率噪音信号的对应参数发送至控制模块101。
106.控制模块101用于建立振动噪音传递关系模型和声场衰减模型,还用于分析出轿内乘客在轿内空间实际听到的各种噪音的频率与幅值大小,并输出至反向声波制造模块109。反向声波制造模块109用于将控制模块101预测得到的轿内可能存在的振动噪音声波(如轿厢壁板振动或其他部件震动引起的声波)和控制模块101经声音接收装置500接收并经过轿内声音a/d转换模块104、第二滤波模块105处理后得到的环境噪音信号,分别对其进行相位偏移,从而产生以上提及几类噪声的抵消信号,并将各抵消信号进行整合为抵消噪
音信号,输出至放大器110。放大器110用于将抵消噪音信号进一步放大,使其能够与轿内乘客的双耳所能听到的噪声分贝水平相当,并输出至声音d/a转换模块111,得到噪音抵消信号发送至扬声器200,以便扬声器200产生对应的降噪声波。
107.进一步的,反向声波制造模块109还用于根据控制模块101预测得到的电梯可能即将受到的振动量数据,生成与之相位相反的微小振动量信号,输出到振动量d/a转换模块112进行d/a转换,转化为振动发生器300所需的电信号。
108.上述实施例中,即是提供了控制器100的具体硬件构成,结构简单成本低。
109.在一个实施例中,提供了一种电梯,包括上述的电梯轿厢降噪系统。进一步的,该电梯还包括电梯控制系统、电机、电梯轿厢及其运行轨道。其中,电梯轿厢运行轨道具体包括导轨、导靴、钢丝绳和绳轮等部件。具体的,电梯控制系统通过控制电机的工作状态改变电梯轿厢的运行状态,电梯轿厢降噪系统用于实现上述方法实施例中描述的电梯轿厢降噪方法。
110.上述电梯,配置电梯轿厢降噪系统采用主动降噪技术,根据电梯运行信息实时调整噪音抵消信号,有利于提升降噪效果。
111.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
112.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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