CN101369422A - 一种主动降噪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动降噪方法，具体为：在设备发出的稳定、持续、规律性噪音所影响的空间中的不同方位，利用声音探测器对设备发出的噪音进行探测，分析噪音的方向、频率、波长、振幅特性，根据噪音的方向特性分别在不同方位设置面向噪音源的扬声器，并根据噪音的频率、振幅、波长特性使扬声器发出反相声波，以在空间中抵消或消减噪音源发出的噪音。本发明利用反相声波来抵消或消减噪音，不仅可有效地消除或降低操作人员工作环境中的噪音污染，而且针对性更强，实施更加简便。

Description

一种主动降噪方法

技术领域

本发明涉及一种主动降噪方法，尤其是一种应用在印刷及相关领域设备上的主动降噪方法。

背景技术

随着科学技术的发展，我们身边充满了各种各样的自动化生产设备，在这些设备提高了我们生产能力的同时，也给我们的工作环境带来了噪音污染。由于一个充满噪音的环境不仅对人们的正常工作造成干扰，严重时甚至会危害人们的身心健康，为此，人们采用各种手段消除或减小噪音，以期为人们营造出一个安静的工作环境。

以往人们常用的手段有：通过增加减震措施来消除因震动产生的噪音，利用装有吸音材料的壳体来屏蔽噪音，通过设置专门的消音结构来减小噪音，如发动机上用的消音器，等等。但不论是那种手段都有其局限性，实际应用中往往要受到噪音类型、使用环境、安装空间、设备结构、以及成本等因素的制约，难以有效应用到一些特定设备上，如印刷领域的印刷机、清分机、抄纸机等，而这些设备产生的持续、有规律性的噪音时刻在危害着操作人员的身心健康。

发明内容

针对现有印刷及相关领域中的印刷机、清分机、抄纸机等设备产生的持续的、规律性的噪音，本发明的目的在于提供一种主动降噪方法，利用该方法可有效地抑制设备产生的噪音，为操作人员创造一个安静的工作环境。

为实现上述目的，本发明一种主动降噪方法，具体为：在设备发出的稳定、持续、规律性噪音所影响的空间中的不同方位，利用声音探测器对设备发出的噪音进行探测，分析噪音的方向、频率、波长、振幅特性，根据噪音的方向特性分别在不同方位设置面向噪音源的扬声器，并根据噪音的频率、振幅、波长特性使扬声器发出反相声波，以在空间中抵消或消减噪音源发出的噪音。

进一步，所述空间为设备操作人员所活动的空间。

进一步，所述扬声器设置在设备上其噪声源周围的空腔中，或设置在设备上其噪音向外扩散的空间中。

一种主动降噪方法，具体为：针对设备上每一个稳定发出持续、规律性噪音的噪音源，在其周围空间中的不同方位利用声音探测器对该噪音源发出的噪音进行探测，分析噪音的方向、频率、波长、振幅特性，根据噪音的方向特性分别在不同方位设置面向噪音源的扬声器，并根据噪音的频率、振幅、波长特性使扬声器发出反相声波，以在空间中抵消或消减噪音源发出的噪音。

进一步，所述设备为印刷机。

进一步，所述设备为清分机。

进一步，所述设备为抄纸机。

本发明利用反相声波来抵消或消减噪音，不仅可有效地消除或降低操作人员工作环境中的噪音污染，而且针对性更强，实施更加简便。

附图说明

图1a为印刷机上滚筒的基本结构示意图；

图1b为图1a中序号2所示筒体断面结构示意图；

图2为印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒的排列示意图；

图3为本发明在三维空间上设置声音探测器、扬声器和反馈收集器的示意图；

图4为主动消声装置产生波长相同相位相反的声波与印刷机自身的噪音互相抵消的示意图；

图5为本发明具体设置声音探测器、扬声器和反馈收集器的示意图。

具体实施方式

本发明通过设置主动发声装置，发出与噪音频率、波长相同，相位相反的声音来抵消或降低噪音，完成设备的主动降噪。其原理说来很简单，用数学语言来表达就是(+1)+(-1)＝0，这种方法就是利用声音的反响叠加抵消的方法来完成的。

声音在空间中进行传播，是一个立体空间传播，为了在空间取得降噪和消声效果，在空间自由声场的定向降噪研究中，为一个球面声波在空间干涉而形成的消声区建立了如图3所示的装置，在此基础上进行说明。0点是噪音的声源点，A1、A2、A3是声音探测器，B1、B2、B3是扬声器，C1、C2、C3是反馈收集器。安装扬声器时，要求B1、B2、B3到声源0点的距离是噪音波长的N倍(N为整数)，因为在不同频率和环境下，噪音波长是会改变的，所以扬声器B1、B2、B3点是可以移动的。

它是利用声波的一种特性：波长相同而相位相反的声波可以互相抵消，这种特性要求印刷机根据自身噪音的波长和相位，利用主动发声装置产生波长相同相位相反的声波13，与印刷机自身的噪音12互相抵消，达到消除或降低噪音强度的目的，如图4所示。

对主动降噪控制系统的基本要求是：1)在相同的声频下，系统有相同的幅值响应；2)在噪声控制区内，反声波与原声波在相同频率下的相移特性为180度；3)反声源对系统的声音探测器进行及时的反馈效应。

在噪声源周围附近(例如在橡皮滚筒7和压印滚筒8中间位置)的空间中的多个位置安装声音探测器9和扬声器11，如图5所示；声音探测器9用来检测声音的幅频和相频特性的值，如波长、振幅、频率等参数，运用控制理论根据声音探测器9的声波及时地产生另一个反相的声音传递函数。扬声器11是根据声音传递函数来生成反相声波，其波形幅值与同相位的空当原噪音相反，与原噪音相遇时，由于相位相反，进行削减或抵消，达到降噪的目的。

例如，印刷单元是印刷机的核心，它直接决定了印品的质量高低。现代印刷机的印刷单元一般由输墨机构、输水机构、印版滚筒、橡皮滚筒、压印滚筒、离合压机构和调压机构组成。滚筒部分是印刷机的最基本的组件之一，印刷机的最基本结构就是三滚筒，即印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒。油墨在印刷压力的作用下从印版转移到橡皮滚筒上，再由橡皮滚筒转移到压印滚筒上，完成印刷。人们常说“没有压力就没有印刷”这句话充分说明了印刷压力的重要性。

滚筒部件的构成及其特点：单张纸印刷机的滚筒部件主要有印版滚筒、橡皮滚筒和压印滚筒。如图1a所示，各滚筒的结构基本相同，即由轴颈4、滚枕1和筒体2构成。轴颈4是滚筒的支承部分，对保证滚筒匀速运转及印刷品质量起重要作用。

滚筒的筒体2外包有衬垫，它是直接转印印刷图文的工作部位。如图1b所示，筒体2由有效印刷面积3和空当5(缺口)二部分组成，有效面积3用以进行印刷或转印图文，空当5(缺口)部分主要用以安装咬纸牙(压印滚筒)、橡皮布张紧机构(橡皮滚筒)、印版装夹及调节机构(印版滚筒)。有效印刷面积3通常用滚筒利用系数K＝(360°-α)/360°来表示。由于滚筒之间有一定的排列角度，保证在印刷时滚筒之间空当5相互啮合。

滚筒合压的位置必须在印版滚筒和橡皮滚筒的空当即将接触之前，而离压位置必须使橡皮滚筒上的印迹能全部转印到包在压印滚筒表面的纸张上，同时不让印版上的墨迹又开始转印到橡皮滚筒上。换句话说，橡皮滚筒与印版滚筒、橡皮滚筒与压印滚筒离压、合压都应在滚筒空当位置进行。

由于机器的加工和安装都存在着误差和装在滚筒轴颈轴承的游隙等多方面的原因，使滚筒之间相互接触的地方不可能完全均匀一致，为了形成接触，需要加一定的压力；印版滚筒6、橡皮滚筒7和压印滚筒8之间如图2所示进行排列，它们在转动时，滚筒体与滚筒体、空当与空当相互啮合，在一定压力下进行印刷(特别是凹印机的压力是很大的)。在空当进入滚筒体的啮合时，由于有较大的印刷压力，在滚筒体相互接触的瞬间，产生一定的冲击，由此出现了噪音。目前对于这种噪音还没有较好的解决办法，而如果不想办法降低噪音，对机器附近的操作人员来讲就会形成噪音污染，从而影响操作人员的身心健康。

与印刷机相同的是，印刷领域中的清分机工作过程中也同样会产生稳定、持续、规律性的噪音。清分机中一个噪音源就是其分拣装置，分拣装置中的吸气设备进行操作时，会产生让人很不舒服的高分贝噪音。高压吸气噪声是吸气柱流噪声的一种。吸气柱流噪声的特点是声级高、传播远。吸气柱流噪声是由高速吸气流冲击和分拣鼓高速旋转剪切周围静止的空气，引起剧烈的气体震动而产生的。另外，传送材料从材料垛上走纸时与吸气设备撞击也会发出噪音。

还有，印刷领域中的抄纸机也存在噪音问题，抄纸机伏辊上在纸张剥离位置随着纸张的剥离即刻产生大气流，这些噪声是由于空气在流动过程中发生涡流、冲击或者压力突变引起的气流挠动而产生的。如：纸机网部的真空伏辊，发生在真空伏辊系统的气体性噪声的原因是：由于真空辊面的小孔通过真空室后，孔内由脱水区的真空状态突然回复到大气压时，空气高速通过小孔，造成振荡，形成声源的结果。该噪声源来自两个方面：其一是真空伏辊小孔的发声，类似于一端封闭的小管内的空气振荡，这种由空气高速穿入小孔所造成的主振荡波长与小管长度有关；其二是在伏辊的转动中小孔是按一定的排列方式一排一排地通过真空室的密封条进入大气，造成伏辊沿旋转方向的空气振荡声。这种发声的频率是和伏辊内壁的圆周速度和小孔的节距有关。上述两种振荡组成真空伏辊系统噪声中强度最大的谐波。

上述清分机及抄纸机均可按与印刷机相同的方式对噪音的特性进行采集和分析，并设置主动发声装置，以主动消除或降低设备的噪声。

需要指出的是，针对设备产生的稳定、持续、规律性的噪音，既可全方位进行抑制，也可只针对操作人员的活动空间进行噪音的消除或降低。

另外，因设备上的噪声源通常不会处于一个四周悬空的空间中，其周围一些方位往往会被其他装置或结构所遮挡，因而噪音将更多地从没有遮挡的空腔或空间中扩散到操作人员所在的空间中，因此，设置主动发声装置时，可有针对性地设置在噪音向外传播的空腔或空间中。

Claims (8)

1.一种主动降噪方法，具体为：在设备发出的稳定、持续、规律性噪音所影响的空间中的不同方位，利用声音探测器对设备发出的噪音进行探测，分析噪音的方向、频率、波长、振幅特性，根据噪音的方向特性分别在不同方位设置面向噪音源的扬声器，并根据噪音的频率、振幅、波长特性使扬声器发出反相声波，以在空间中抵消或消减噪音源发出的噪音。

2.如权利要求1所述的主动降噪方法，其特征在于，所述空间为设备操作人员所活动的空间。

3.如权利要求1或2所述的主动降噪方法，其特征在于，所述扬声器设置在设备上其噪声源周围的空腔中，或设置在设备上其噪音向外扩散的空间中。

4.如权利要求3所述的主动降噪方法，其特征在于，所述设备为印刷机或清分机或抄纸机。

5.一种主动降噪方法，具体为：针对设备上每一个稳定发出持续、规律性噪音的噪音源，在其周围空间中的不同方位利用声音探测器对该噪音源发出的噪音进行探测，分析噪音的方向、频率、波长、振幅特性，根据噪音的方向特性分别在不同方位设置面向噪音源的扬声器，并根据噪音的频率、振幅、波长特性使扬声器发出反相声波，以在空间中抵消或消减噪音源发出的噪音。

6.如权利要求5所述的主动降噪方法，其特征在于，所述空间为设备操作人员所活动的空间。

7.如权利要求5或6所述的主动降噪方法，其特征在于，所述扬声器设置在设备上其噪声源周围的空腔中，或设置在设备上其噪音向外扩散的空间中。

8.如权利要求7所述的主动降噪方法，其特征在于，所述设备为印刷机或清分机或抄纸机。

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