一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置

本发明属于列车降噪，具体是一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置。

背景技术：

1、近年来，铁路系统的不断提速使得人们出行越来越快捷，而高速铁路网的建设更是极大地满足了人们对减少旅途时间的渴望。与此同时，噪声问题也随着速度的提升而大大增加，如何有效降低高速动车内噪声，已成为当前铁路系统亟需解决的紧迫问题。

2、为了解决上述问题，中国专利公告号为cn204375413u公开了一种用于高速动车内噪声优化的降噪系统，所述降噪系统安装于转向架上部区域和受电弓下部区域，包括主结构和辅结构；所述主结构为三层结构，中间层为减振板，上层为第一吸声板，下层为第二吸声板；所述主结构的全部周向侧面均贴合固定所述辅结构；其中，所述辅结构与所述减振板相同的减振材质。既可以有效的吸收250hz以上频率的噪声，又能够从源头有效降低高速动车内部产生的以下频率的低频噪声。

3、由于噪声具有较强穿透能力，传统被动噪声控制技术无法有效抑制噪声传播，如上述装置采用的减震和吸声对车厢内部降噪，其降噪效率不高；因此，有必要提出一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，通过音频采集模块对车内环境噪声和残余噪声进行采集；控制模块基于车内环境噪声和残余噪声对噪声信号进行处理，先计算噪声声场，再计算噪声控制声场，进而发出降噪驱动信号至音频输出模块；音频输出模块发出降噪声波，与噪声源实现声场叠加达到降噪效果；并将隔音组件设为三层，第一吸声板、第二吸声板和第三吸声板叠加使用可对车外噪声起到有效的吸声作用，减少车外噪声传入车内；将被动降噪与主动降噪相结合，实现较好的降噪效果。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，包括座椅、若干隔音组件和主动降噪组件；隔音组件均安装在车厢内壁；隔音组件均由三层结构组成，用于减少车外噪声传入车内；主动降噪组件安装在座椅头枕处；主动降噪组件用于发出与环境噪声幅值相同、相位相反的降噪声波，达到降低噪声的效果。

3、进一步，隔音组件包括第一吸声板，第一吸声板安装在车厢内壁，第一吸声板远离车厢内壁的一侧安装有第二吸声板，第二吸声板远离第一吸声板的一侧安装有第三吸声板。

4、进一步，第一吸声板由聚氨酯泡沫制成。

5、进一步，第二吸声板中部开有通口，通口处固定连接有若干三角形吸声筒；三角形吸声筒均由珍珠岩板制成；三角形吸声筒上开有若干孔；三角形吸声筒内填充有超细玻璃棉。

6、进一步，第三吸声板以聚酯纤维为原料，经过热压合成茧棉状。

7、进一步，主动降噪组件包括音频采集模块、控制模块和音频输出模块；控制模块、音频采集模块和音频输出模块相互电连接；音频采集模块用于对车内环境噪声和残余噪声进行采集，并传输给控制模块；控制模块基于车内环境噪声和残余噪声对噪声信号进行处理，先计算噪声声场，再计算噪声控制声场，进而发出降噪驱动信号至音频输出模块；音频输出模块用于发出降噪声波，与噪声源实现声场叠加达到降噪效果。

8、进一步，音频采集模块包括若干第一传声器和第二传声器；第一传声器和第二传声器均安装在第三吸声板上；第一传声器用于采集车内环境噪声作为参考输入；第二传声器用于采集残余噪声，并将残余噪声信号输入控制模块，控制模块基于残余噪声信号对降噪驱动信号进行调整；第一传声器和第二传声器均分为三层布置，分别为距车厢地板0.2m、0.8m和1.4m。

9、进一步，音频输出模块包括若干扬声器，扬声器均安装在座椅的头枕处。

10、采用上述方案后实现了以下原理以及有益效果：

11、(1)本发明中的第一吸声板由聚氨酯泡沫制成；聚氨酯泡沫属于高分子材料，当受到声波振动时，互相缠结的分子链段通过主链中单键的内旋转而不断改变自身的分子构象，并进行运动滑移以解开缠结而产生了内摩擦，将声能转变为热能并散逸；使得第一吸声板具有较好的吸声性能。

12、(2)本发明中的第二吸声板上设置多个三角形吸声筒，与常规的平面相比可增大吸声面积，进一步提高吸声效率；并且在三角形吸声筒内填充有超细玻璃棉，超细玻璃棉内具有大量内外连通的微小孔隙，当声波入射到超细玻璃棉上时，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起孔隙中空气分子的振动；由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦，声能转化为热能被损耗；使得三角形吸声筒具有较好的吸声性能。

13、(3)本发明中的第三吸声板由酯纤维经热压并以茧棉形状制成，具有密度多样性、通风、吸音和隔热的特点，在125～4000hz噪声范围内最高吸音系数达到0.9以上。

14、(4)本发明将隔音组件设为三层，第一吸声板、第二吸声板和第三吸声板叠加使用可对车外噪声起到有效的吸声作用，减少车外噪声传入车内。

15、(5)本发明采用主动降噪原理，通过音频采集模块对车内环境噪声和残余噪声进行采集，并传输给控制模块；控制模块基于车内环境噪声和残余噪声对噪声信号进行处理，先计算噪声声场，再计算噪声控制声场，进而发出降噪驱动信号至音频输出模块；音频输出模块发出降噪声波，与噪声源实现声场叠加达到降噪效果。

16、(6)本发明基于残余噪声信号不断地对车内环境噪声声场和噪声控制声场进行算法调整，得到不同的降噪驱动信号，从而不断地对降噪声波进行调整，以实现较好的降噪效果。

17、(7)本发明将第一传声器和第二传声器均分为三层布置，可对车厢内不同高度的车内环境噪声和残余噪声进行采集，以提高车厢内的降噪面积，实现较好的降噪效果。

技术特征：

1.一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：隔音组件包括第一吸声板，第一吸声板安装在车厢内壁，第一吸声板远离车厢内壁的一侧安装有第二吸声板，第二吸声板远离第一吸声板的一侧安装有第三吸声板。

3.根据权利要求2所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：第一吸声板由聚氨酯泡沫制成。

4.根据权利要求3所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：第三吸声板以聚酯纤维为原料，经过热压合成茧棉状。

6.根据权利要求5所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，其特征在于：音频输出模块包括若干扬声器，扬声器均安装在座椅的头枕处。

技术总结本发明公开了列车降噪技术领域的一种用于降低车内噪声轨道交通隔音装置，包括座椅、若干隔音组件和主动降噪组件；隔音组件均安装在车厢内壁；隔音组件均由三层结构组成，用于减少车外噪声传入车内；主动降噪组件安装在座椅头枕处；主动降噪组件用于发出与环境噪声幅值相同、相位相反的降噪声波。通过音频采集模块对车内环境噪声和残余噪声进行采集；控制模块基于车内环境噪声和残余噪声对噪声信号进行处理，发出降噪驱动信号至音频输出模块；音频输出模块发出降噪声波，与噪声源实现声场叠加达到降噪效果；并将隔音组件设为三层，可对车外噪声起到有效的吸声作用，减少车外噪声传入车内；将被动降噪与主动降噪相结合，实现较好的降噪效果。技术研发人员：曾志平,李沛成,李桩,陈国顺,张志鹏,李琤,邹青平,吴达,韩马锐,袁方华,黄益民,唐杰,朱志辉,黄淳曦受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/5/6