JPH03174198A - Silencing system - Google Patents
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- JPH03174198A JPH03174198A JP2243266A JP24326690A JPH03174198A JP H03174198 A JPH03174198 A JP H03174198A JP 2243266 A JP2243266 A JP 2243266A JP 24326690 A JP24326690 A JP 24326690A JP H03174198 A JPH03174198 A JP H03174198A
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、消音システムに関する。更に詳述すると、本
発明は、管路系騒音を制御対象とする消音システムに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a sound deadening system. More specifically, the present invention relates to a silencing system that controls pipeline noise.
(従来の技術)
管路系騒音の騒音制御には、これまで膨張形、共鳴形、
干渉形、吸音形などに分類される受動的な消音器が用い
られてきた。変動形消音器は、対象となる騒音の伝搬す
る管路に音響インピーダンスの不連続面を設けて音響的
な反射面とし、音響エネルギーの一部を音源間に反射し
、また管路内の音波の干渉を利用して消音効果を得る6
また、近年、能動的な要素を用いた能動騒音制御技術が
開発され、その実用化が期待されている。(Prior technology) Until now, expansion type, resonance type,
Passive silencers classified into interference type, sound absorption type, etc. have been used. Variable silencers provide a discontinuous surface of acoustic impedance in the pipe through which the target noise propagates, making it an acoustic reflecting surface, reflecting part of the acoustic energy between the sound sources, and reducing the amount of sound waves within the pipe. Obtaining a silencing effect by using the interference of
Furthermore, in recent years, active noise control technology using active elements has been developed, and its practical application is expected.
この能動制御法とは、消音すべき音(−次音〉に対し、
−次音と逆位相の音を二次前として重ね合せることに上
り消音する技術として提案されたものであり、1934
年P、 Luegによって特許が取られている(U、S
、P、No、2043416> 、 コノ方法h’KF
1通りに動作すれば、騒音周波数の広帯域にわたる完全
反射面が形成され、完全な消音ができる。This active control method is for the sound to be silenced (-next sound).
- It was proposed in 1934 as a technology for silencing by superimposing a sound with the opposite phase to the next sound as a pre-secondary sound.
Patented by P. Lueg in 2010 (U.S.
, P, No, 2043416>, Kono method h'KF
If operated in one way, a perfectly reflective surface covering a wide range of noise frequencies will be formed, resulting in complete noise reduction.
jE−路系騒音に対し現在前なわれている能動制御法の
多くは、Luegの方法の管路への応用例を基礎とし、
二次音源上での一次音の音圧を、上流側の参照信号から
ディジタル信号処理を用いて予測し、−次音と逆位相の
二次前を出力してこれを相殺する。この場合、理想的な
動作の目標として、二次前が一次音と等振幅・逆位相と
なり、完全に相殺が行なわれること、すなわち二次音源
上に完全反射面が形成されることを想定している。これ
は、二次音源部に音響インピーダンスの短絡面を形成す
ることを意味している。完全反射面が形成されれば、理
論的にはこの面より下流■には音波は伝搬しないので、
この考え方に従うと、二次音源部以外の要素は考慮の対
象とならない。Many of the active control methods currently in use for pipe system noise are based on the application of Lueg's method to pipes.
The sound pressure of the primary sound on the secondary sound source is predicted using digital signal processing from the upstream reference signal, and the pre-secondary sound in phase opposite to the -order sound is output to cancel this out. In this case, the ideal goal is to assume that the secondary sound has the same amplitude and opposite phase as the primary sound, and that there is complete cancellation, that is, a perfect reflective surface is formed on the secondary sound source. ing. This means that an acoustic impedance short-circuit surface is formed in the secondary sound source section. If a perfectly reflective surface is formed, theoretically sound waves will not propagate downstream from this surface.
According to this way of thinking, elements other than the secondary sound source section are not considered.
更に、管路系の伝搬条件の変化の影響を受は難く、構成
の容易な能動制御法としては、参照信号集音用のマイク
ロフォンと二次音源用スピーカを同位置に配置した密結
合モノボール(Tight−Coupled Hono
pole:以下TCMと略称する)が1983年にKh
、Eghtesadl]、に、14.Hong、H,G
、Leventhaにより提案されている。この方法は
1953年0lsenの提案した、electroni
c 5ound absorberと同様の原理である
。Furthermore, as an active control method that is not easily affected by changes in the propagation conditions of the conduit system and is easy to configure, a tightly coupled monoball with a microphone for collecting the reference signal and a speaker for the secondary sound source placed at the same position is available. (Tight-Coupled Hono
pole (hereinafter abbreviated as TCM) was established in 1983 as Kh
,Eghtesadl], 14. Hong, H, G
, Leventha. This method was proposed by Olsen in 1953.
The principle is similar to that of c 5ound absorber.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、受動形の要素では完全反射となる帯域は
狭く、また吸音が十分に行なえないので、反qt面の性
質・配置と周波数の関係により、負の消音効果(騒音の
増大)を示す帯域が存在する。(Problem to be solved by the invention) However, with passive elements, the band in which complete reflection occurs is narrow, and sound absorption cannot be performed sufficiently. Therefore, due to the relationship between the properties and arrangement of the anti-qt surface and the frequency, a negative sound silencing effect may occur. There is a band that shows (increase in noise).
また、消音効果を十分に得ようとすると、管路要素の構
造が複雑となり、圧力損失が大となる。Furthermore, in order to obtain a sufficient silencing effect, the structure of the pipe element becomes complicated and pressure loss becomes large.
また、能動的要素を用いた能動騒音制御技術の場合、゛
完全反射面の形成は、理論的には可能であっても、実際
の装置化においては不可能であり、二次音源部を透過し
た音波の下流間での反射波、音源間から再反射してきた
音波の影響により、必ずしも所期の性能が得られない。In addition, in the case of active noise control technology using active elements, although it is theoretically possible to form a completely reflective surface, it is impossible in actual equipment, and it is impossible to create a completely reflective surface through the secondary sound source. The desired performance may not always be obtained due to the effects of reflected waves between the downstream of the sound waves and sound waves re-reflected from between the sound sources.
また、従来の多くの方法では、二次音源上の一次音の音
圧を予測するための参照信号を、管路内の上流I11の
二次音源から離れた位置に設置されたマイクロフォンか
ら得ている。しがし、マイクロフォンと二次音源との間
における音波の伝搬特性は、管路内の温度、流速等の影
響で変化する。この変化は、−吹音と等振幅・逆位相の
二吹音を推定するときの誤差の原因となる。従来はこの
問題に対し4、適応信号処理を用いて対処している。し
かし、急激な変化には追随に遅延があることが問題であ
り、また信号処理系が複雑になる。Furthermore, in many conventional methods, a reference signal for predicting the sound pressure of the primary sound on the secondary sound source is obtained from a microphone installed at a position away from the secondary sound source upstream I11 in the conduit. There is. However, the propagation characteristics of sound waves between the microphone and the secondary sound source change depending on the temperature, flow rate, etc. in the pipe. This change causes an error when estimating the second blow sound, which has the same amplitude and opposite phase as the -blow sound. Conventionally, this problem has been addressed using adaptive signal processing. However, there is a problem in that there is a delay in following sudden changes, and the signal processing system becomes complicated.
更に、従来のTCMを用いた従来の管路系能動騒音制御
法もやはり完全反射面の形成を目標としている。このた
め集音した信号を位相反転し、利得無限大の増幅器を経
て出力することを必要とする。これを実現しようとした
場合、実際のシステムでは系の位相特性のため発振が生
じる。したがつて、完全反射の条件は実現できない。そ
れにもかかわらず、完全反射が成立しない場合の他の管
路要素との干渉の影響を設計に盛り込んだ構成とされて
いない。Furthermore, conventional active noise control methods for pipeline systems using conventional TCMs also aim to create a fully reflective surface. For this reason, it is necessary to invert the phase of the collected sound signal and output it through an amplifier with infinite gain. When attempting to realize this, oscillations occur in actual systems due to the phase characteristics of the system. Therefore, the condition of perfect reflection cannot be achieved. Nevertheless, the design does not take into account the effects of interference with other conduit elements when complete reflection is not achieved.
上述した従来の消音技術の問題点は以下の通り整理でき
る。The problems with the conventional noise reduction techniques described above can be summarized as follows.
■受動形消音器は、管路要素の構造が複雑で、圧力損失
が大である。■Passive silencers have complicated pipe element structures and have large pressure losses.
■受動形消音器は、低周波域に対してはその原理上消音
器が大きくなる。■Passive silencers, in principle, become larger for low frequency ranges.
■受動形消音器は、広帯域の騒音に対しては、原理上置
の消音効果を示す(1!!音が増加する)帯域が生じる
。■Passive silencers produce a band that exhibits an in principle silencing effect (1!! sound increases) against broadband noise.
■従来の能動形消音器は、完全反射面の形成を目標とす
る。しかし、実際には実現不可能のため、管路終端をは
じめとする他の管路要素の影響を受け、広帯域にわたっ
て十分な性能を得ることができない。■The goal of conventional active silencers is to form a completely reflective surface. However, this is not practical and is affected by other conduit elements such as the end of the conduit, making it impossible to obtain sufficient performance over a wide band.
■参照信号集音部と二次音源部が主管路上で離れて配置
されている従来の能動消音器では両者の間の音波の伝搬
特性が主管路内の温度・流速等の影響受ける。これを避
けるためには複雑な適応信号処理が必須となり、それで
も十分に回避できないことから実用化が難しい。■In a conventional active silencer in which the reference signal sound collection section and the secondary sound source section are placed apart on the main pipe, the propagation characteristics of the sound waves between the two are affected by the temperature, flow velocity, etc. in the main pipe. In order to avoid this, complex adaptive signal processing is required, but even then it cannot be avoided sufficiently, making it difficult to put it into practical use.
■前記■の問題を解消した方法であるTCMを用いる方
法では、必要な消音効果を得ようとすると系の位相特性
のため発振が生じ動作が不安定になりやすい。(2) In the method using TCM, which is a method that solves the above-mentioned problem (2), when trying to obtain the necessary silencing effect, oscillation occurs due to the phase characteristics of the system, which tends to make the operation unstable.
■主管路に能動的要素を配置した従来の能動形消音器で
は、主管路を流れる気体の条件(温度・流速等)に耐え
る能動的要素の開発が必要である。■For conventional active silencers that have active elements placed in the main pipe, it is necessary to develop active elements that can withstand the conditions (temperature, flow rate, etc.) of the gas flowing through the main pipe.
例えば、高温ガスあるいは#;蝕性のガスなどが流れる
管路系では現在用いられているようなマイクロホンやス
ピーカを設置することはできない。For example, microphones and speakers such as those currently used cannot be installed in pipe systems through which high-temperature gas or corrosive gas flows.
本発明は、上記■〜■の問題点を解決し、広帯域で十分
な消音性能を有する消音システムを提供することを目的
とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems (1) to (4) and provide a sound deadening system having sufficient sound deadening performance over a wide band.
(課題を解決するための手段)
かかる目的を達成するため、本発明の消音システムは、
制御対象音が伝搬する管路系に、受動的な要素による音
響反射面と能動的要素またはこれに等価な音響コンダク
タンスを含む音響反射面とを複数組合せて配置するよう
にしている。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the silencing system of the present invention has the following features:
A plurality of combinations of acoustic reflecting surfaces made of passive elements and acoustic reflecting surfaces including active elements or equivalent acoustic conductance are arranged in a conduit system through which the sound to be controlled propagates.
ここで、受動要素による音響反射面は、管路終端の受動
形反射面であり、あるいは受動層消音器の構成要素例え
ば拡張形消音器であり、更にその中に吸音材が充填され
たもの等である。Here, the acoustic reflecting surface by the passive element is a passive reflecting surface at the end of a pipe, or a component of a passive layer muffler, such as an expansion type muffler, which is further filled with a sound absorbing material, etc. It is.
また、能動的要素またはこれに等価な音響コンダクタン
スを含む音響反射面は、完全反射面を意図せずに、音波
の一部を透過させる性質の反射面とする。この能動反射
面を形成する音響コンダクタンスとしては、例えば管路
若しくは拡張形消音器の途中に1箇所または複数箇所に
設けられた分岐管であり、それぞれの分岐管内には集音
用センサ及びこのセンサで集音された音響を信号処理し
て駆動される2次音源を配置した要素であり、若しくは
集音用センサと二次音源がほぼ同一位置に置かれ、比較
的小さな利得の信号処理系を用いて駆動される要素(L
TCN)、更にほこの要素の利得が約0.5であり無反
射の分岐管として動作するもの等を含むものである。あ
るいは能動反射面は、管路内の集音用センサで集音され
た音を信号処理して駆動される主管路若しくは拡張形消
音器の途中の1又は2箇所以上の二次音源であり、若し
くは主管路の1又は2箇所以上に設置されたLTCMで
ある。Further, the acoustic reflecting surface including an active element or an acoustic conductance equivalent thereto is not intended to be a completely reflective surface, but is a reflecting surface that allows a portion of sound waves to pass through. The acoustic conductance that forms this active reflective surface is, for example, a branch pipe provided at one or more locations in the middle of a pipe or an expanded muffler, and each branch pipe has a sound collection sensor and a sensor for this sensor. It is an element in which a secondary sound source is placed that is driven by signal processing the sound collected by the sensor, or the sound collection sensor and the secondary sound source are placed at almost the same position, and a signal processing system with a relatively small gain is installed. element (L
(TCN), and further includes one whose gain is about 0.5 and which operates as a non-reflection branch pipe. Alternatively, the active reflective surface is a secondary sound source at one or more locations in the main pipe or an extended silencer that is driven by signal processing the sound collected by a sound collection sensor in the pipe, Or, it is an LTCM installed at one or more locations in the main pipeline.
また、上述のLTCMを用いた能動的要素またはこれに
等価な音響コンダクタンスを含む音響反射面と等価的な
反射面は音響ダンパを使用しても実現が可能である。こ
こで、音響ダンパとは、騒音に伴う音圧の変化によって
自ら変形し該変形に伴う抵抗によりエネルギーを吸収し
得るものを意味し、例えば振動に対し等価的に粘性を有
するラウドスピーカのコーン部分や粘性を有するゴム膜
またはピストンのようなものを含む。この音響タンパは
主管路の途中あるいは拡張形消音器の途中若しくは分岐
管内に設置することが好ましい。Furthermore, a reflective surface equivalent to the active element using the LTCM described above or an acoustic reflective surface including an equivalent acoustic conductance can also be realized using an acoustic damper. Here, the term "acoustic damper" refers to something that deforms itself due to changes in sound pressure associated with noise and can absorb energy through the resistance associated with the deformation. For example, the cone part of a loudspeaker that has equivalent viscosity against vibrations. This includes things like viscous rubber membranes or pistons. It is preferable to install this acoustic tamper in the middle of the main pipe, in the middle of the expansion type muffler, or in the branch pipe.
(作用)
したがって、本発明の消音システムは、受動形要素では
得られない特性の反射面要素を能動的要素を用いて構成
し、能動的要素と共に受動要素を積極的に用いて性質の
異なる反射面を適切に配置することにより、主管路を伝
搬する音波を干渉・吸収することによって消音を行う、
即ち、能動的要素は、実現困難な完全反射面の形成を目
的とせすに、実現可能な範囲の反射面(入射波の一部を
反射し、一部を透過及び吸収する)として用い、受動的
な要素による反射面と組合せ、複数の反射面による干渉
・吸収を適切に行なわせることによって管路系全体とし
て1つの消音システムを構成するようにしている。(Function) Therefore, the silencing system of the present invention uses active elements to configure reflective surface elements with characteristics that cannot be obtained with passive elements, and actively uses passive elements together with active elements to provide reflective surface elements with different properties. By appropriately arranging the surfaces, the sound waves propagating through the main pipe are interfered with and absorbed, thereby silencing the sound.
In other words, active elements are used as reflective surfaces (reflects part of the incident wave, and transmits and absorbs part of the incident wave) within a achievable range, and passive elements By combining the reflective surfaces with reflective elements and allowing the plurality of reflective surfaces to appropriately perform interference and absorption, the pipe system as a whole constitutes one silencing system.
例えば、音源に接続した主管路に分岐管を設け、その内
部に集音用センサ及びその信号を適切に処理して駆動さ
れる二次音源を配置するとき、分岐管部は主管路を伝搬
する騒音を部分的に反射・収透過する要素となる。この
要素は受動層消音器では実現できない特性のものである
。また、分岐管の長さ、センサ及び二次音源の位置、信
号処理系の特性を変えることで、この要素の特性は容易
に様々に変えられる。このような要素を主管路のl箇所
又は複数箇所に配置すれば、主管路内を行き交う反射波
の干渉により消音効果が得られる。また、この分岐管を
主管路の同一周面上に配置すれば反射面の効果を更に増
すことができる。このような能動反射面は受動層消音器
の受動要素による反射面では得られない特性のものであ
ることに注意する。例えば、受動要素に比べ、比較的に
大きなエネルギーの吸収が得られる。このような反射面
を系全体の消音特性が良好になるように配置して消音器
を構成する。For example, when a branch pipe is provided in the main pipe connected to the sound source, and a sound collection sensor and a secondary sound source that is driven by appropriately processing the signal are placed inside the branch pipe, the branch pipe section allows the sound to propagate through the main pipe. It acts as an element that partially reflects and absorbs noise. This element has characteristics that cannot be achieved with passive layer mufflers. Further, the characteristics of this element can be easily varied by changing the length of the branch pipe, the positions of the sensor and secondary sound source, and the characteristics of the signal processing system. By arranging such elements at one or more locations in the main pipe, a noise reduction effect can be obtained by interference of the reflected waves circulating within the main pipe. Moreover, if this branch pipe is arranged on the same circumferential surface of the main pipe, the effect of the reflective surface can be further increased. It is noted that such an active reflective surface has properties not available with the reflective surface of the passive elements of a passive layer muffler. For example, a relatively large energy absorption can be obtained compared to passive elements. A muffler is constructed by arranging such reflective surfaces so that the sound muffling characteristics of the entire system are improved.
したがって、先の能動的要素の反射面と受動要素として
従来から用いられている反射面を適切に組合せて配置す
れば、両者の性能が相補い合って、単に両者の特性を合
せたものに比べさらに良好な消音特性が得られる。Therefore, if the reflective surface of the active element described above and the reflective surface conventionally used as the passive element are appropriately combined and arranged, the performance of the two will complement each other and will be even better than simply combining the characteristics of both. Good silencing properties can be obtained.
管路において能動的要素からなる反射面ば、般には制御
電源を含む回路と等価である。しかし、特別な場合とし
て、二次音源と集音用センサを近接して配置し、比較的
低ゲインで負帰還したLTCMは、制御電源を含まず、
音響的なコンダクタンスと等価である。LTCMは、能
動的要素により制御されることにより、高性能の音響的
なコンダクタンスを実現できる。音響的なコンダクタン
スの要素は、本発明に用いる反射面として望ましい、損
失のある反射面を形成する。A reflective surface consisting of an active element in a conduit is generally equivalent to a circuit containing a controlled power source. However, as a special case, an LTCM with a secondary sound source and a sound collection sensor placed in close proximity and negative feedback with relatively low gain does not include a control power source.
It is equivalent to acoustic conductance. LTCM can achieve high performance acoustic conductance by being controlled by active elements. The acoustic conductance element forms a lossy reflective surface, which is desirable as a reflective surface for use in the present invention.
LTCMと同様音響的なコンダクタンスと見なせる要素
として音響ダンパを用いることも可能である。LTCM
に代えて音響ダンパを主管路若しくは拡張形消音器ある
いは分岐管内に設置する場合、音響ダンパの粘性によっ
て管路においてコンダクタンスとして働き、LTCMと
同様損失のある反射面を形成することができる。Similar to LTCM, it is also possible to use an acoustic damper as an element that can be regarded as acoustic conductance. LTCM
If instead, an acoustic damper is installed in the main pipe, an expanded muffler, or a branch pipe, the viscosity of the acoustic damper acts as a conductance in the pipe, forming a lossy reflective surface similar to the LTCM.
(実施例)
以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。(Example) Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
第1図に本発明の一実施例を示す。この消音システムは
、制御対象音が流れる主管#11系に受動的消音器2と
能動的要素4をきむ分岐管路3とを組合せて幾つかの反
射面A、B、C,D、E、Fを配置するようにしている
6分岐管路3には集音用マイクロホン5と二次音源6及
び信号処理・増幅器7を用いて能動的要素4が構成され
ている。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. This silencing system combines a passive muffler 2 and a branch pipe 3 that passes through an active element 4 to the main pipe #11 system through which the sound to be controlled flows, and has several reflecting surfaces A, B, C, D, E, In the six-branch conduit 3 in which the F is disposed, an active element 4 is constructed using a sound collection microphone 5, a secondary sound source 6, and a signal processing/amplifier 7.
ここで、F、A、C,Eは受動反射面であり、能動的要
素を用いてつくられる反射面B、Dは能動反射面である
。また、能動反射面B、Dは一般には完全反射面でない
。Here, F, A, C, and E are passive reflective surfaces, and reflective surfaces B and D made using active elements are active reflective surfaces. Furthermore, the active reflective surfaces B and D are generally not perfect reflective surfaces.
尚、本明細書においてLTCMとは、低利得密結合モノ
ボール(Low gain Tight−Couple
dNonet)010)の略であり、参照信号集音用セ
ンサ例えばマイクロホン5と二次音源例えばスピーカ6
を同位置に配置し、利得を比較的低く例えば約20 a
8以下に制限し、発振が起らない範囲で動作させるもの
をいう、これは従来の密結合モノボールか完全反射面を
目指すために不安定化の問題を有するのに対し安定な動
作が容易な不完全反射面として動作するものて′ある。In this specification, LTCM refers to low gain tight-coupled monoball.
dNonet) 010), which includes a reference signal sound collection sensor such as a microphone 5 and a secondary sound source such as a speaker 6.
are placed at the same position, and the gain is set relatively low, for example, about 20 a.
8 or less and operates within a range where oscillation does not occur.This is easy to operate stably, unlike the conventional tightly coupled monoball or aiming for a perfect reflective surface, which has the problem of instability. There are some that act as imperfectly reflecting surfaces.
能動的要素4は集音センサ(マイクロホン等)5におい
て集音された信号を適当に信号処理した後、増幅器7を
経て二次音源(ラウドスピーカ等)6より放射するよう
にしたものである。例えば本実施例の場合、二次音源た
るスピーカ6の上に集音センサたるマイクロホン5が設
置されているLTCMを採用し、これを各分岐管F#I
3,3.・・・の終端に設置している。この能動的要素
4は増幅器7の利得を比較的低く例えば約20dB以下
に制限し、発振が起らない範囲で作動させることが望ま
しい。尚、スピーカ6とマイクロホン5との配置間(系
は上述のものに特に限定されず、場合によってはスピー
カ6の僅か上流側に設置されることもある。The active element 4 is configured to appropriately process a signal collected by a sound collection sensor (such as a microphone) 5, and then radiate the signal from a secondary sound source (such as a loudspeaker) 6 via an amplifier 7. For example, in the case of this embodiment, an LTCM is adopted in which a microphone 5 as a sound collection sensor is installed above a speaker 6 as a secondary sound source, and this is installed in each branch pipe F#I.
3,3. It is installed at the end of... It is preferable that the active element 4 limits the gain of the amplifier 7 to a relatively low value, for example, about 20 dB or less, and operates within a range in which oscillation does not occur. Note that the arrangement between the speaker 6 and the microphone 5 (the system is not particularly limited to that described above, and may be installed slightly upstream of the speaker 6 depending on the case).
また、この能動的要素は2つの反射面間の上流若しくは
下流から2つの反射面間の長さの約173の[?[[に
設けることが好ましい。この場合、第8図に示すように
、広い範囲で減衰特性の谷をなくす効果があ・る。尚、
第8図において は拡張室のみを設けたもの、
は1/2の位置に、□は1/3の位置に及び−m
−は1/4にLTCMを配置した場合の透過損失を示す
。Also, this active element is about 173 [?] of the length between the two reflective surfaces from upstream or downstream between the two reflective surfaces. [It is preferable to provide [[]. In this case, as shown in FIG. 8, there is an effect of eliminating valleys in the attenuation characteristics over a wide range. still,
In Fig. 8, only an expansion chamber is provided;
is at the 1/2 position, □ is at the 1/3 position, and -m
- indicates the transmission loss when LTCM is placed in 1/4.
また、この能動的要素としては、上述のLTCMに限定
されるものではなく、例えばスピーカ6よりも主管路1
開で参照音を集音する他の能動的要素等を採用すること
も可能である。In addition, this active element is not limited to the above-mentioned LTCM, but for example, the main pipe 1 rather than the speaker 6
It is also possible to employ other active elements etc. that collect the reference sound in the open state.
また、分岐管路3に受動要素を含むことも可能である。It is also possible for branch line 3 to include passive elements.
例えば、分岐管3内のマイクロホン5と二次音源6との
間に受動要素例えば管路あるいは他の分岐管等を設ける
ことも可能である。For example, it is also possible to provide a passive element, such as a conduit or another branch, between the microphone 5 and the secondary sound source 6 in the branch 3.
この能動的要素4によって形成される反射面B。A reflective surface B formed by this active element 4.
Dは、実現困難な完全反射とせず、部分的に反射・吸収
・透過する反射面とし、他の能動的要素によって形成さ
れる反射面あるいは受動的要素による反射1面A、C,
E、F等との複数の反射面による反射波の干渉を積極的
に利用するものである。D is a reflective surface that partially reflects, absorbs, and transmits instead of complete reflection, which is difficult to achieve, and is a reflective surface formed by other active elements or a reflective surface formed by passive elements A, C,
It actively utilizes the interference of reflected waves from a plurality of reflecting surfaces such as E and F.
尚、集音センサ5や二次音源6としては上述のマ、イク
ロホンやスピーカに限定されるものではなく、用途等に
応じて適宜選定される。Note that the sound collection sensor 5 and the secondary sound source 6 are not limited to the above-mentioned microphones, microphones, and speakers, and may be appropriately selected depending on the purpose and the like.
また、能動的要素4を内蔵する分岐管3は、この能動的
要素4を主管路1内の流れから隔離しつつ主管路l内に
能動反射面を形成するためのものである。この分岐管3
人口には、主管路1内を流れる気流の影響特に温度を避
けるため、断熱材9や冷却器またはその両方を配置し、
集音センサ5や二次音源6を気流の影響から保護するこ
とが好ましい、更に、主管路1内を腐蝕性ガスや高温ガ
ス等が流れる場合にはこれらガスの侵入を防ぎ、音のみ
が通過させるような手段を分岐管3の入口に設けること
が好ましい。これは例えばグラスウール等で容易に実現
できる。また、分岐管3の長さは、必要な消音特性と、
主管路の気流の影響の程度によって適宜選定される。気
流の影響が無視できる場合には、分岐管3の長さをOと
し、主管路1に直接LTCMを配置することができる。Further, the branch pipe 3 containing the active element 4 is for isolating the active element 4 from the flow in the main pipe line 1 and forming an active reflective surface in the main pipe line l. This branch pipe 3
In order to avoid the influence of the airflow flowing through the main pipe 1, especially the temperature, a heat insulating material 9 and/or a cooler are placed in the main pipe 1.
It is preferable to protect the sound collection sensor 5 and the secondary sound source 6 from the influence of air currents.Furthermore, if corrosive gas, high temperature gas, etc. flow in the main pipe 1, the intrusion of these gases is prevented and only the sound passes through. It is preferable to provide a means at the inlet of the branch pipe 3 to cause this. This can be easily achieved using glass wool, for example. In addition, the length of the branch pipe 3 is determined based on the necessary silencing characteristics,
It is selected as appropriate depending on the degree of influence of the airflow in the main pipe. If the influence of airflow is negligible, the length of the branch pipe 3 can be O and the LTCM can be placed directly in the main pipe 1.
この場合、消音量を大とすることが容易となる。In this case, it becomes easy to increase the amount of silence.
また、LTCMの代りにセンサ5を二次音源6の上流間
に離して配置し、その間に受動的要素を組入れることに
より従来の完全能動反射面を得る方法より伝達系の推定
誤差を小さくして能動的要素系の処理系を簡単にしてそ
の動作を安定させることもできる。例えば、第6図に示
すように、二次音源6と下流間の次の受動反射面例えば
管路終端Eとの距離ぶと等しい長さの管路を二次音源6
とセンサ5の間に設けることもある。この場合、信号処
理は1/Cの遅延特性を持たせるだけで安定した動作と
なる。ただし、Cは主管路内の音速である9
また、受動的要素による音響反射面は、膨強形、共鳴形
、干渉形、吸音形などの消音器のような管路断面積の拡
張・縮小による音響インピーダンスの不3!続面は勿論
のこと、管路終端の開放面Eなども含む。Furthermore, by placing the sensor 5 upstream of the secondary sound source 6 in place of the LTCM and incorporating a passive element between them, the estimation error of the transmission system can be reduced compared to the conventional method of obtaining a fully active reflective surface. It is also possible to simplify the processing system of the active element system and stabilize its operation. For example, as shown in FIG.
and the sensor 5. In this case, the signal processing can operate stably simply by providing a delay characteristic of 1/C. However, C is the speed of sound in the main pipe.9 In addition, acoustic reflecting surfaces by passive elements expand or reduce the cross-sectional area of the pipe, such as expansion type, resonance type, interference type, sound absorbing type silencers, etc. Acoustic impedance failure 3! It includes not only the continuation surface but also the open surface E at the end of the conduit.
以上のように本発明の消音システムは構成されているの
で、次のように作動する。Since the silencing system of the present invention is configured as described above, it operates as follows.
音源8より放射された音波は、主管1i’31内を伝搬
し、拡張室2の入口・出口・管路終端の受動反射面A、
C,E及び拡張室と出口管に配置された2つの分岐管3
,3部分に形成される能動反射面B、Dにおいてそれぞ
れ反射され、前進波と後進波の間で干渉が、起こる。音
源でも反射があれば反射面Fによる反射もこれに寄与す
る。また能動的反射面B、D(分岐管部)においては一
部が吸収される。これらによって、音は消音されて管路
終端Eより放射される。The sound waves emitted from the sound source 8 propagate within the main pipe 1i'31, and pass through the passive reflection surfaces A at the entrance, exit, and end of the pipe of the expansion chamber 2,
C, E and two branch pipes 3 arranged in the expansion chamber and outlet pipe
, are reflected at the active reflecting surfaces B and D formed in the three parts, and interference occurs between the forward wave and the backward wave. If there is reflection at the sound source, the reflection from the reflective surface F also contributes to this. In addition, a portion of the light is absorbed at the active reflection surfaces B and D (branch pipe portions). As a result, the sound is muted and radiated from the conduit end E.
尚、上述の実施例は本発明の好適な実珪の一例ではある
がこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々変形実施可能である6例えば、本
発明の能動反射面の楕或は、一般には分岐管路3の途中
または終端に集音センサ5・二次音源6をIMあるいは
複数個ずつ配置しているが、能動的要素の参照音を入力
するマイクロホン5と二次音源となるスピーカ6を離し
て配置すること、また信号処理に適応処理などを行うこ
とにより構成することや補助的に受動的要素を配置する
ことも可能である。Although the above-mentioned embodiment is a preferred example of real silicon of the present invention, it is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.6For example, the active reflection of the present invention Generally, a sound collection sensor 5 and a secondary sound source 6 are placed in the middle or at the end of the branch pipe 3, or in plural units. It is also possible to arrange the speaker 6 as a secondary sound source at a distance, to perform adaptive processing on the signal processing, or to arrange passive elements as an auxiliary arrangement.
また、集音センサ5と二次音源6の間隔あるいはそれら
の配置位置及び信号処理(受動的な方法も含めて)は、
必要とする消音特性によって適宜選定される。分岐管3
の長さが一定でもこれらを適当に選ぶことにより分岐管
3の共振周波数を変化させるなど様々な特性が得られる
。In addition, the distance between the sound collection sensor 5 and the secondary sound source 6, their arrangement position, and signal processing (including passive methods) are as follows:
It is selected as appropriate depending on the required silencing characteristics. Branch pipe 3
Even if the length of the branch pipe 3 is constant, various characteristics such as changing the resonant frequency of the branch pipe 3 can be obtained by appropriately selecting them.
また、分岐管3を含む能動的要素の特別な例としては、
LTCMでの無反射端の構成がある。これは分岐管3の
終端にLTCMを置き、信号処理としてLTCMの利得
を0.5とした場合である。Moreover, as a special example of an active element including branch pipe 3,
There is a non-reflection end configuration in LTCM. This is the case where an LTCM is placed at the end of the branch pipe 3 and the gain of the LTCM is set to 0.5 for signal processing.
このように分岐管端を無反射端とした場合、広帯域でほ
ぼ平坦な消音特性が得られ、また分岐管長さに制限がな
くなり、二次音源に対する気流の影響の軽減が容易とな
る。When the end of the branch pipe is made into a non-reflection end in this way, a broadband and substantially flat sound damping characteristic can be obtained, and there is no restriction on the length of the branch pipe, making it easy to reduce the influence of airflow on secondary sound sources.
この池、信号処理部の特性を変化させることにより分岐
管部の反射面の性質をさまざまに変化させることができ
る0例えば、分岐管終端にLTCMを用い、前記の無反
射の条件以外で用いると、分岐管部の透過損失は共振特
性となる。LTCMのゲインを変えると共振の鋭さや共
振・***振の逆転が行なえる。更に信号処理部の位相特
性を変えることにより共振周波数の同調も可能である。By changing the characteristics of this pond and the signal processing section, the properties of the reflective surface of the branch pipe section can be varied in various ways.For example, if an LTCM is used at the end of the branch pipe and used under conditions other than the above-mentioned no-reflection condition, , the transmission loss of the branch pipe section becomes a resonance characteristic. By changing the gain of the LTCM, the sharpness of resonance and the reversal of resonance and anti-resonance can be achieved. Furthermore, it is also possible to tune the resonance frequency by changing the phase characteristics of the signal processing section.
更に、分岐管3は主管路1や受動消音器2の同周上に複
数配置することができる。これにより装置の容積の増加
を抑えて消音効果を増すことができる。Furthermore, a plurality of branch pipes 3 can be arranged on the same circumference of the main pipe line 1 and the passive muffler 2. This makes it possible to suppress an increase in the volume of the device and increase the silencing effect.
また、本システム構成例では、個々の能動反射面をそれ
ぞれ単独で駆動させているが、大幅に音源の性質が変化
する場合などにおいてシステム全体の消音量を変化させ
たい場合などは、受動要素の長さを変えたりしても行え
るが、総合的に各能動反射面の増幅器の利得や信号処理
部の特性をコントロールすることにより、消音特性を変
化させることができる。更に信号処理部の特性を適応的
に制御することにより騒音の状況に応じた!&適な特性
とすることもできる。In addition, in this system configuration example, each active reflection surface is driven independently, but if you want to change the amount of silencing of the entire system when the characteristics of the sound source change significantly, you can use passive elements. Although this can be done by changing the length, the silencing characteristics can be changed by comprehensively controlling the amplifier gain of each active reflection surface and the characteristics of the signal processing section. Furthermore, by adaptively controlling the characteristics of the signal processing section, it can respond to the noise situation! & It can also have suitable characteristics.
また、本発明の消音システムは、第2図に示すように、
受動反射面である管路1の途中に拡張室2を置かず、管
路端の受動反射面Eのみと能動反射面B、Dでシステム
を構築することも可能である。Moreover, as shown in FIG. 2, the silencing system of the present invention
It is also possible to construct a system using only the passive reflecting surface E and the active reflecting surfaces B and D at the end of the conduit without placing the expansion chamber 2 in the middle of the conduit 1, which is a passive reflecting surface.
また、能動的要素4、受動要素2のいずれも、吸音材と
の併用も可能である0例えば、図示していないが拡張室
2に吸音と断熟を兼ねてグラスウール等の吸音・断然材
を適当な配置で充填することにより、消音効果を上げる
と共にセンサや二次音源に対して気流の影響を軽減する
こともできる。In addition, both the active element 4 and the passive element 2 can be used in combination with sound-absorbing materials. By filling in an appropriate arrangement, it is possible to increase the silencing effect and reduce the influence of airflow on sensors and secondary sound sources.
(消音効果の実測例)
(1)管路と能動反射面2ゲのみを用いた消音実測例(
第2図参照)
第2図に示される構成の装置を用いて消音効果を実測し
た。第3図(A)は、管路のみの場合と能動反射面を用
いたときの計算による消音効果の予測であり、□は能動
反射面を3ケ所に用いた場合で、・・冊…・・叫■は2
ケ所、−m−は1ケ所の結果である。このことにより、
単一の能動反射面の場合には周期的に減衰が得られない
領域が現れるが、複数の能動反射面を適当な間隔で配置
すれば、このような特性を補正でき、個々の能動反射面
が完全反射面でなくとも複数組合せることによって大き
な消音効果が得られることが理解できる。第3図(B)
は、能動反射面を2ケ所に設けたときの消音量を実測し
た結果である。図中は、第3図(A)で示した計算結果
で、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・は実
測した結果である。このときの分岐管長さは10間であ
り、分岐管の長さは測定範囲ではほぼ無視できる。この
結果より予測値と実測値はかなりの相関を示すことが理
解できる。(Example of actual measurement of noise reduction effect) (1) Example of actual measurement of noise reduction using only a pipe and two active reflective surfaces (
(See Fig. 2) The silencing effect was actually measured using the apparatus having the configuration shown in Fig. 2. Figure 3 (A) shows the prediction of the silencing effect based on calculations when only the pipe is used and when active reflective surfaces are used, and □ is when active reflective surfaces are used in three locations.・Scream■ is 2
-m- is the result for one location. Due to this,
In the case of a single active reflective surface, regions where no attenuation can be obtained periodically appear, but by arranging multiple active reflective surfaces at appropriate intervals, these characteristics can be corrected, and each active reflective surface It can be understood that even if the surface is not a perfect reflective surface, a large sound-damping effect can be obtained by combining multiple surfaces. Figure 3 (B)
This is the result of actually measuring the amount of silencing when active reflective surfaces are provided at two locations. In the figure, the calculation results shown in FIG. 3(A) are shown, and . . . are the results of actual measurements. The length of the branch pipe at this time was 10 mm, and the length of the branch pipe could be almost ignored within the measurement range. From this result, it can be understood that the predicted value and the actual value show a considerable correlation.
(2)管路と拡張室の両方に能動的要素を用いたた消音
実測例
第4図に装置の構成を示し、第5図に消音効果の予測計
算結果と実測値の比較を示す。図中−m−は受動要素の
みの場合の計算結果であり、−m−は受動要素のみの場
合の実測結果である。(2) Actual measurement of noise reduction using active elements in both the conduit and the expansion chamber Figure 4 shows the configuration of the device, and Figure 5 shows a comparison between the predicted calculation results and the actual measurements of the noise reduction effect. In the figure, -m- is a calculation result when only passive elements are used, and -m- is an actual measurement result when only passive elements are used.
□は能動的要素を併用した場合の計算結果であり、・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・は能動的要素
を併用した実測結果である。計算結果と実測結果はかな
りの相関を示していることが理解できる。また、受動要
素だけの状態及び能動的要素だけの場合に比べて、減衰
が得られない領域が少なくなり、減衰量及び減衰帯が広
帯域でかつ大きくなることが理解できる。□ is the calculation result when active elements are used together, and...
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ is the result of actual measurement using active elements. It can be seen that the calculated results and the actual measurement results show a considerable correlation. It can also be seen that the area where no attenuation is obtained is smaller and the attenuation amount and attenuation band are wider and larger than in the case of only passive elements and the case of only active elements.
また、音響コンダクタンスと等価な音響反射面としては
音響ダンパを使用することが可能である。Further, an acoustic damper can be used as an acoustic reflecting surface equivalent to acoustic conductance.
例えば、前述のLTCMの集音用センサ及び増幅器、信
号処理系を省いて二次音源のみで構成することができる
。この場合、音響ダンパが騒音に起因する音圧の変化に
よって粘弾性変形し、即ち減衰を伴いながら振動し管路
内の容積を変えると共にエネルギーを吸収することによ
って管路内に反射面を形成させる。この音響ダンパは例
えばLTCMにおいて二次音源にラウドスピーカ等を使
用した場合には、(スピーカ端子間は低インピーダンス
で接続されている)集音用センサや増幅器がない場合(
例えばこれらが故障したような場合において)も消音効
果をある程度期待できることを意味している。また、音
響ダンパとは、騒音に伴う音圧の変化によって自ら変形
し該変形に伴う抵抗によりエネルギーを吸収し得るもの
を意味し、例えば振動に対し等価的に粘性を有するラウ
ドスピーカのコーン部分や粘性を有するゴム膜またはピ
ストンのようなものを含む。For example, it is possible to omit the sound collection sensor, amplifier, and signal processing system of the LTCM described above, and to configure the system using only the secondary sound source. In this case, the acoustic damper undergoes viscoelastic deformation due to changes in sound pressure caused by noise, that is, vibrates with attenuation, changes the volume inside the pipe, and forms a reflective surface within the pipe by absorbing energy. . This acoustic damper can be used, for example, when a loudspeaker is used as a secondary sound source in LTCM, and when there is no sound collection sensor or amplifier (the speaker terminals are connected at low impedance).
This means that even in the event that these devices break down, a certain degree of noise reduction effect can be expected. Furthermore, an acoustic damper refers to something that deforms itself due to changes in sound pressure associated with noise and can absorb energy through the resistance associated with the deformation, such as the cone part of a loudspeaker that has equivalent viscosity against vibrations. Contains something like a viscous rubber membrane or piston.
この音響ダンパの効果を確認するため第2図に示した1
70M消音システムにおいて、LTCMに増幅器の電源
を入れた場合と増幅器の電源を切断した状態での管路出
口での騒音分析結果を第7図に示す、この測定結果にお
いて、・・・・・・帥・・・・・・・・・・は管路のみ
の場合、−m−はLTCMの増幅器の電源が切れている
場合、□はLTCMとして働かせた状態である。この結
果よりも明らかなように、管路だけの場合に比べてLT
CMは大きく減衰していることが分かる。そして、増幅
器の電源を切った状態、即ち音響ダンパとして作動して
いる場合でも、かなりの減衰効果を有することが分かる
。In order to confirm the effect of this acoustic damper,
In the 70M silencing system, Figure 7 shows the noise analysis results at the outlet of the conduit when the amplifier is turned on and when the amplifier is turned off in the LTCM.In this measurement result,... . . . is a case where there is only a conduit, -m- is a case where the power of the LTCM amplifier is turned off, and □ is a state where it is working as an LTCM. As is clear from this result, the LT
It can be seen that CM is greatly attenuated. It can be seen that even when the amplifier is powered off, that is, when it operates as an acoustic damper, it has a significant damping effect.
(発明の効果)
以上の説明より明らかなように、本発明は、制御対象音
が伝搬する管路系に、受動的な要素による音響反射面と
能動的要素またはこれに等価な音響コンダクタンスを含
む音響反射面とを複数組合せて配置し、能動的要素を実
現の困雑な完全反射面の形成を目的とせずに、実現可能
な範囲の反射面(入射波の一部を反射し、一部を透過及
び吸収する)として用い、複数の反射面による干渉・吸
収が適切に行なわれるように各反射要素面の性質と配置
を設計することによって、管路系全体として高い消音効
果を得ることができる。しかも、本発明は、受動的な要
素による音響反射面と能動的要素またはこれに等価な音
響コンダクタンスを含む音響反射面とを複数組合せて1
つの消音システムを構成しているので、変化量の大きい
騒音に対して、受動的要素をそのままにして、能動部の
特性を変化量に応じた適切な制御を行うことによってf
&適な効果をあげることが可能であるし、管路の構造を
単純にできるため、従来の受動形消音器に比較して大幅
な圧力損失の低減が図れる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention includes an acoustic reflecting surface made of a passive element and an active element or an acoustic conductance equivalent thereto in a conduit system through which the sound to be controlled propagates. By arranging multiple acoustic reflecting surfaces in combination, the active element is not intended to form a completely reflective surface, which is difficult to achieve, but to reflect a portion of the incident wave, and to By designing the properties and arrangement of each reflective element surface so that interference and absorption by multiple reflective surfaces are appropriately performed, it is possible to obtain a high silencing effect for the pipe system as a whole. can. Moreover, the present invention combines a plurality of acoustic reflecting surfaces made of passive elements and acoustic reflecting surfaces including active elements or equivalent acoustic conductance into one.
The system consists of two silencing systems, so it is possible to deal with noise with a large amount of change by leaving the passive elements as they are and controlling the characteristics of the active part appropriately according to the amount of change.
& Since it is possible to achieve appropriate effects and the structure of the pipe line can be simplified, pressure loss can be significantly reduced compared to conventional passive silencers.
また、本発明の消音システムは、能動的要素を完全反射
面として使用せずに、入射波の一部を反射し、一部を透
過及び吸収する実現可能な反射面の1つとして使用して
いるので、従来の能動型消音器で得られない干渉や吸音
効果も期待できるし、干渉型や共鳴型の負の消音帯域を
改善し、受動的な消音器の消音特性では得られない広帯
域の消音特性が得られる。The sound deadening system of the invention also uses the active element not as a fully reflective surface, but as one of the possible reflective surfaces that reflects part of the incident wave and transmits and absorbs part of it. Because of this, it is possible to expect interference and sound absorption effects that cannot be obtained with conventional active mufflers.It also improves the negative muffling bands of interference and resonance mufflers, and provides wide-band sound muffling that cannot be obtained with the muffling characteristics of passive mufflers. Sound deadening properties can be obtained.
また、このことから本発明の消音システムは、受動的な
消音器や完全反射面を目指す従来形の能動型消音器に比
較して自由度の高い消音特性を容易に構築できる。たと
えば、消音特性は、管路を変えることによっても可能で
あるが増幅器の利得や信号処理部を変えることにより容
易に実現できる。Moreover, from this, the silencing system of the present invention can easily construct silencing characteristics with a higher degree of freedom than passive silencers or conventional active silencers that aim for a completely reflective surface. For example, the silencing characteristic can be achieved by changing the pipe line, but it can also be easily achieved by changing the gain of the amplifier or the signal processing section.
また、本システムは、基本的には分岐管内に能動部を設
けるため、主管路上に集音センサや二次音源を離して配
置しないので、主管路を流れる気流の条件変化による音
速の変化や流速の影響によって消音特性があまり変化し
ないので、能動的要素の信号処理系の修正を必要としな
いため高度な適応処理を用いなくても、十分広帯域の消
音特性を得られる。しかも、能動的要素の協働によって
、低周波帯域領域での消音効果が向上するので受動要素
である管路や拡張室を小型化ができる。In addition, since this system basically has an active part inside the branch pipe, the sound collection sensor and secondary sound source are not placed separately on the main pipe, so changes in sound velocity due to changes in the airflow conditions flowing through the main pipe, and flow velocity Since the silencing characteristics do not change much due to the influence of the noise, there is no need to modify the signal processing system of the active element, so a sufficiently wide band silencing characteristic can be obtained without using advanced adaptive processing. Moreover, the cooperation of the active elements improves the silencing effect in the low frequency band region, so that the passive elements such as the conduit and expansion chamber can be downsized.
また、本発明の消音システムは、分岐管内に能動部を設
けているので、集音センサや二次音源を温度や流速の影
響等から保護することができ、管路内を流れる流体の影
響例えば温度や腐蝕などの問題を低減して既存のセンサ
(マイクロホン等)や二次音源(スピーカ等)をそのま
ま利用できる。In addition, since the noise reduction system of the present invention has an active part inside the branch pipe, it is possible to protect the sound collection sensor and the secondary sound source from the effects of temperature and flow velocity, etc. It reduces problems such as temperature and corrosion, and allows existing sensors (microphones, etc.) and secondary sound sources (speakers, etc.) to be used as is.
また、上流側で集音し、線形予測フィルタを用いた完全
反射面からなる従来の能動消音器は、非線形な音例えば
車の排気音等に使用できないが、本システムのように分
岐管を設けてその中に能動的要素を構成する場合には、
主管路内がら見たときにセンサと二次音源が同位置にな
るので非線形波動の生成にも対応できる。In addition, conventional active silencers, which collect sound upstream and consist of a completely reflective surface using a linear prediction filter, cannot be used for non-linear sounds such as car exhaust noise, but this system uses a branch pipe. When composing an active element within it,
Since the sensor and the secondary sound source are in the same position when viewed from inside the main pipe, it can also handle the generation of nonlinear waves.
したがって、通常の管路系以外にも内燃機関などの吸・
排気騒音への利用ら考えられるし、既製の消音システム
の補助手段としても利用でき、また無反射端を用いて管
路等の共振の対策に用いることもできる。システム全体
の消音効果の特性を変化させることも比較的容易に行な
われるため、従来の能動的要素と較べて騒音の性質や管
路内の条件の変化に対しても特性の低下が僅がである。Therefore, in addition to the normal piping system, it is also possible to
It can be used to reduce exhaust noise, and can also be used as an auxiliary means for existing noise reduction systems, and the non-reflective end can be used to counter resonance in pipes, etc. It is also relatively easy to change the characteristics of the silencing effect of the entire system, so compared to conventional active elements, the characteristics are less likely to deteriorate due to changes in the nature of the noise or the conditions inside the pipe. be.
しかも、更にI&適な動作をさせるためにシステム全体
の特性を1&適になるように各能動的要素の信号処理系
に適応信号処理系(LMSアルゴリズム等による)を用
シ)ることによってこれらの変化に対応できる。Moreover, in order to achieve even more optimal operation, these characteristics can be improved by using an adaptive signal processing system (based on the LMS algorithm, etc.) in the signal processing system of each active element so that the characteristics of the entire system are optimized. Able to respond to change.
本発明では、能動要素からなる反射面を実現するための
好ましい方法として、LTCMを用いることができる。In the present invention, LTCM can be used as a preferred method for realizing a reflective surface consisting of active elements.
LTCMでは、能動的要素は特性改善のための制御機構
の働きをし、管路においては等価的には受動的なコンダ
クタンスとして作用する要素である。このため、従来の
能動消音システムの問題点の一つである発振等の問題が
起き難い
能動消音システムではシステムの故障時にかえって騒音
を増幅する恐がある。LTCMを用いた場合、故障時に
でもLTCMは音響ダンパとして働き、第7図に示すよ
うにやや性能は低下しても、ある程度の消音効果を保つ
ことができる。また、マイクロホンやラウドスピーカ等
の設置等が困難な状況下での応用では、LTCMの代わ
りに音響ダンパを用いることも可能で、本発明は従来能
動消音システムの適用の困難であった対象にも応用範囲
が広い。In LTCM, the active element acts as a control mechanism for property improvement, and in the conduit it is an element that equivalently acts as a passive conductance. Therefore, in active silencing systems, which are less likely to suffer from problems such as oscillation, which is one of the problems of conventional active silencing systems, there is a risk that noise will be amplified when the system fails. When an LTCM is used, even in the event of a failure, the LTCM acts as an acoustic damper, and as shown in FIG. 7, even if the performance is slightly degraded, it is possible to maintain a certain level of silencing effect. Furthermore, in applications where it is difficult to install microphones, loudspeakers, etc., it is possible to use acoustic dampers instead of LTCMs, and the present invention can also be applied to targets where conventional active silencing systems have been difficult to apply. Wide range of applications.
第1図は本発明の消音システムの一実施例を示す原理図
である。
第2図は他の実施例を示す原理図である。
第3図(A)は第2図の消音システムにおいて管路のみ
の場合と能動反射面を用いた場合との消音効果を予測し
たグラフ、第3図(B)は能動反射面を2箇所設けた場
合の予測計算値と実測結果を示すグラフである。
第4図は他の実方色例を示す原理図である。
第5図は第4図の消音システムにおける消音効果の予測
計算結果と実測値との比較を示すグラフである。
第6図は本発明の他の実施例を示す原理図である。
第7図は第2図に示した分岐管長さを0としたL ’r
’ CM消音システムにおいて、LTCMに増幅器の電
源を入れた場合と増幅器の電源を切断した状態における
管路出口での騒音の分析結果を示すグラフである。
第8図はLTCMの位置の違いによる減衰特性の変化を
示すグラフである。
1・・・管路系、2・・・受動的要素、3・・・分岐管
、4・・・能動的要素、
5・・・マイクロホン(集音センサ)、6・・・スピー
カ(二次音源)、7・・・増幅器、9・・・冷却手段、
A、C,E、F・・・受動的反射面、
B、D・・・能動的反射面。FIG. 1 is a principle diagram showing an embodiment of the silencing system of the present invention. FIG. 2 is a principle diagram showing another embodiment. Figure 3 (A) is a graph predicting the silencing effect of the silencing system shown in Figure 2 when only a pipe is used and when an active reflective surface is used. It is a graph showing predicted calculated values and actual measurement results when FIG. 4 is a principle diagram showing another example of a real square color. FIG. 5 is a graph showing a comparison between the predicted calculation results and actual measured values of the silencing effect in the silencing system of FIG. 4. FIG. 6 is a principle diagram showing another embodiment of the present invention. Figure 7 shows L'r when the branch pipe length shown in Figure 2 is 0.
' In the CM silencing system, it is a graph showing the analysis results of noise at the conduit outlet when the power of the amplifier is turned on in the LTCM and when the power of the amplifier is turned off. FIG. 8 is a graph showing changes in attenuation characteristics due to differences in the position of the LTCM. 1... Piping system, 2... Passive element, 3... Branch pipe, 4... Active element, 5... Microphone (sound collection sensor), 6... Speaker (secondary sound source), 7... amplifier, 9... cooling means, A, C, E, F... passive reflective surface, B, D... active reflective surface.
Claims (21)
よる音響反射面と、能動的要素またはこれに等価な管路
に並列に接続される音響コンダクタンスを含む音響反射
面とを複数組合せて配置したことを特徴とする消音シス
テム。(1) In the conduit system through which the sound to be controlled propagates, there are multiple acoustic reflecting surfaces made of passive elements and acoustic reflecting surfaces including acoustic conductance connected in parallel to active elements or equivalent conduits. A silencing system characterized by being arranged in combination.
響コンダクタンスを含む音響反射面は完全反射面とせず
、意図的に音波の一部が透過する性質の反射面であるこ
とを特徴とする消音システム。(2) The acoustic reflecting surface including the active element according to claim 1 or an acoustic conductance equivalent thereto is not a completely reflecting surface, but is a reflecting surface that intentionally allows a portion of sound waves to pass through. Sound deadening system.
形消音器の構成要素であることを特徴とする消音システ
ム。(3) A sound muffling system characterized in that the acoustic reflecting surface formed by the passive element according to claim 1 is a component of a passive muffler.
面であることを特徴とする消音システム。(4) A silencing system, wherein the passive element according to claim 1 is a passive reflective surface at the end of a conduit.
ることを特徴とする消音システム。(5) A sound muffling system, wherein the passive muffler according to claim 3 is an expansion muffler.
填されていることを特徴とする消音システム。(6) A sound muffling system, characterized in that the expandable muffler according to claim 5 is filled with a sound absorbing material.
価な音響コンダクタンスを含む音響反射面が、管路の途
中又は拡張形消音器の中に1箇所または複数箇所に設け
られた分岐管であり、それぞれの分岐管内に能動的要素
として集音用センサ及びこのセンサで集音された音を信
号処理して駆動される2次音源を配置した要素であるこ
とを特徴とする消音システム。(7) A branch pipe in which an acoustic reflecting surface including the active element according to claim 1 or 2 or an acoustic conductance equivalent thereto is provided at one or more locations in the middle of the pipe or in an expandable muffler. A sound deadening system characterized in that a sound collecting sensor and a secondary sound source driven by signal processing the sound collected by the sensor are arranged as active elements in each branch pipe.
価な音響コンダクタンスを含む音響反射面が主管路の途
中又は拡張形消音器に1箇所又は複数箇所に設けられた
二次音源で、この二次音源は管路内の集音用センサで集
音された音を信号処理して駆動されることを特徴とする
消音システム。(8) A secondary sound source in which an acoustic reflecting surface including the active element according to claim 1 or 2 or an acoustic conductance equivalent thereto is provided at one or more locations in the middle of the main pipe or in the expanded muffler, The noise reduction system is characterized in that the secondary sound source is driven by signal processing of sound collected by a sound collection sensor in the pipe.
一位置となる周面上に各々複数配置されることを特徴と
する消音システム。(9) A noise reduction system characterized in that a plurality of branch pipes according to claim 7 are arranged on a circumferential surface at the same position with respect to the flow of the main pipe.
素またはこれに等価な音響コンダクタンスが分岐管の終
端に置かれていることを特徴とする消音システム。(10) A silencing system characterized in that the active element inside the branch pipe according to claim 7 or 9 or an acoustic conductance equivalent thereto is placed at the end of the branch pipe.
素またはこれに等価な音響コンダクタンスが分岐管の途
中及び終端に複数配置されていることを特徴とする消音
システム。(11) A silencing system characterized in that a plurality of active elements inside the branch pipe according to claim 7 or 9 or acoustic conductance equivalent thereto are arranged in the middle and at the end of the branch pipe.
ぼ同一位置に置かれ、比較的小さな利得の信号処理系を
用いて駆動される要素であることを特徴とする消音シス
テム。(12) A sound silencing system, wherein the sound collection sensor and the secondary sound source according to claim 10 are elements placed at substantially the same position and driven using a signal processing system with a relatively small gain.
であり、無反射の分岐管として動作することを特徴とす
る消音システム。(13) The gain of the active element according to claim 12 is about 0.5.
A noise reduction system that operates as a non-reflective branch pipe.
相特性を持ち、共振周波数が可変であることを特徴とす
る消音システム。(14) A silencing system characterized in that the signal processing system of the active element according to claim 12 has a phase characteristic and a resonant frequency is variable.
ぼ同一位置に置かれ、比較的小さな利得の信号処理系を
用いて駆動される要素であることを特徴とする消音シス
テム。(15) A noise reduction system characterized in that the secondary sound source and the sound collection sensor according to claim 8 are elements placed at substantially the same position and driven using a signal processing system with a relatively small gain.
に受動的な要素を配置したことを特徴とする消音システ
ム。(16) A sound deadening system, characterized in that a passive element is disposed between the secondary sound source and the sound collection sensor according to claim 8.
の次の反射面までの長さの等しい管路であることを特徴
とする消音システム。(17) A sound deadening system according to claim 16, wherein the passive element is a conduit having an equal length to the next reflecting surface on the downstream side of the secondary sound source.
処理系が適応信号処理であり、騒音の性質に応じて総合
的な特性を補正しながら動作することを特徴とする消音
システム。(18) A silencing system characterized in that the signal processing system of the active element according to claim 7, 8 or 10 is adaptive signal processing and operates while correcting the overall characteristics according to the nature of the noise.
音響コンダクタンスを含む音響反射面は管路又は拡張形
消音器の途中に設置された音響ダンパを設置したことを
特徴とする消音システム。(19) A sound muffling device according to claim 1 or 2, characterized in that the acoustic reflecting surface including the acoustic conductance connected in parallel to the conduit is an acoustic damper installed in the middle of the conduit or the expansion type muffler. system.
音響コンダクタンスは、管路の途中又は拡張形消音器の
中に1箇所または複数箇所に設けられた分岐管であり、
それぞれの分岐管内に音響ダンパを設置したことを特徴
とする消音システム。(20) The acoustic conductance connected in parallel to the conduit according to claim 1 or 2 is a branch pipe provided at one or more places in the middle of the conduit or in an expansion type muffler,
A noise reduction system characterized by an acoustic damper installed inside each branch pipe.
素が分岐管の終端に置かれ、各分岐管路内に音響ダンパ
を設置したことを特徴とする消音システム。(21) A sound damping system, characterized in that the active element inside the branch pipe according to claim 7 or 9 is placed at the end of the branch pipe, and an acoustic damper is installed in each branch pipe.
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0588686A (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-09 | Nissan Motor Co Ltd | Method and device for noise reduction of intake pipe or exhaust pipe |
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JP2003177760A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-27 | Osaka Gas Co Ltd | Active muffling device |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP24326690A patent/JP3394770B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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JP3394770B2 (en) | 2003-04-07 |
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