專利名稱：一種主動降噪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主動降噪方法，尤其是一種應(yīng)用在印刷及相關(guān)領(lǐng)域 設(shè)備上的主動降噪方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們身邊充滿了各種各樣的自動化生產(chǎn)設(shè)備， 在這些設(shè)備提高了我們生產(chǎn)能力的同時，也給我們的工作環(huán)境帶來了噪 音污染。由于一個充滿噪音的環(huán)境不僅對人們的正常工作造成干護"嚴 重時甚至?xí)：θ藗兊纳硇慕】担瑸榇?，人們采用各種手段消除或減小 噪音，以期為人們營造出一個安靜的工作環(huán)逸
以往人們常用的手段有通過增加減震措施來消除因震動產(chǎn)生的噪 音，利用裝有吸音材料的殼體來屏蔽噪音，通過設(shè)置專門的消音結(jié)構(gòu)來 減小噪音，如發(fā)動機上用的消音器，等等。但不論是那種手段都有其局 限性，實際應(yīng)用中往往要受到噪音類型、使用環(huán)境、安裝空間、設(shè)備結(jié) 構(gòu)、以及成本等因素的制約，難以有效應(yīng)用到一些特定設(shè)備上，如印刷 領(lǐng)域的印刷機、清分機、抄紙機等，而這些設(shè)備產(chǎn)生的持續(xù)、有規(guī)律性 的噪音時刻在危害著操作人員的身心健泉

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有印刷及相關(guān)領(lǐng)域中的印刷機、清分機、抄紙機等設(shè)備產(chǎn)生 的持續(xù)的、規(guī)律性的噪音,本發(fā)明的目的在于提供一種主動降噪方法，. 利用該方法可有效地抑制設(shè)備產(chǎn)生的噪音，為操作人員創(chuàng)造一個安靜的 工作環(huán)境。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種主動降噪方法，具體為在設(shè)備發(fā)出 的穩(wěn)定、持續(xù)、規(guī)律性噪音所影響的空間中的不同方位，利用聲音探測 器對設(shè)備發(fā)出的噪音進行探測，分析噪音的方向、頻率、波長、振幅特 性，根據(jù)噪音的方向特性分別在不同方位設(shè)置面向噪音源的揚聲器，并 根據(jù)噪音的頻率、振幅、波長特性使揚聲器發(fā)出反相聲波，以在空間中
抵消或消減噪音源發(fā)出的噪音。
進一步，所述空間為設(shè)備操作人員所活動的空間。
進一步，所述揚聲器設(shè)置在設(shè)備上其噪聲源周圍的空腔中，或設(shè)置 在設(shè)備上其噪音向外擴散的空間中。
一種主動降噪方法，具體為針對設(shè)備上每一個穩(wěn)定發(fā)出持續(xù)、規(guī) 律性噪音的噪音源，在其周圍空間中的不同方位利用聲音探測器對該噪 音源發(fā)出的噪音進行探測，分析噪音的方向、頻率、波長、振幅特性， 根據(jù)噪音的方向特性分別在不同方位設(shè)置面向噪音源的揚聲器，并根據(jù) 噪音的頻率、振幅、波長特性使揚聲器發(fā)出反相聲波，以在空間中抵消 或消減噪音源發(fā)出的噪音。
進一步，所述設(shè)備為印刷機。
進一步，所迷設(shè)備為清分機。
進一步，所述設(shè)備為抄紙機。
本發(fā)明利用反相聲波來抵消或消減噪音，不僅可有效地消除或降低 操作人員工作環(huán)境中的噪音污染，而且針對性更強，實施更加簡便。


圖la為印刷機上滾筒的基本結(jié)構(gòu)示意圖； 圖lb為圖la中序號2所示筒體斷面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為印版滾筒、橡皮滾筒和壓印滾筒的排列示意圖； 圖3為本發(fā)明在三維空間上設(shè)置聲音探測器、揚聲器和反饋收集器 的示意圖4為主動消聲裝置產(chǎn)生波長相同相位相反的聲波與印刷機自身的 噪音互相抵消的示意圖5為本發(fā)明具體設(shè)置聲音探測器、揚聲器和反饋收集器的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明通過設(shè)置主動發(fā)聲裝置，發(fā)出與噪音頻率、波長相同，相位 相反的聲音來抵消或降低噪音，完成設(shè)備的主動降噪。其原理說來很簡 單，用數(shù)學(xué)語言來表達就是(+l) + (-1) =0,這種方法就是利用聲音的 反響疊加抵消的方法來完成的。
聲音在空間中進行傳播，是一個立體空間傳播，為了在空間取得降 噪和消聲效果，在空間自由聲場的定向降噪研究中，為一個球面聲波在
空間干涉而形成的消聲區(qū)建立了如圖3所示的裝置，在此基礎(chǔ)上進行說 明。0點是噪音的聲源點，Al、 A2、 A3是聲音探測器，Bl、 B2、 B3是揚 聲器，Cl、 C2、 C3是反饋收集器。安裝揚聲器時，要求B1、 B2、 B3到聲 源0點的距離是噪音波長的N倍(N為整數(shù))，因為在不同頻率和環(huán)境下， 噪音波長是會改變的，所以揚聲器B1、 B2、 B3點是可以移動的。
它是利用聲波的一種特性波長相同而相位相反的聲波可以互相抵 消，這種特性要求印刷機根據(jù)自身噪音的波長和相位，利用主動發(fā)聲裝 置產(chǎn)生波長相同相位相反的聲波13,與印刷機自身的噪音12互相抵消， 達到消除或降低噪音強度的目的，如圖4所示。
對主動降噪控制系統(tǒng)的基本要求是l)在相同的聲頻下，系統(tǒng)有相 同的幅值響應(yīng)；2)在噪聲控制區(qū)內(nèi)，反聲波與原聲波在相同頻率下的相 移特性為180度；3)反聲源對系統(tǒng)的聲音探測器進行及時的反饋效應(yīng)。
在噪聲源周圍附近(例如在橡皮滾筒7和壓印滾筒8中間位置)的 空間中的多個位置安裝聲音探測器9和揚聲器11，如圖5所示；聲音探 測器9用來檢測聲音的幅頻和相頻特性的值，如波長、振幅、頻率等參 數(shù)，運用控制理論根據(jù)聲音探測器9的聲波及時地產(chǎn)生另一個反相的聲 音傳遞函數(shù)。揚聲器ll是根據(jù)聲音傳遞函數(shù)來生成反相聲波，其波形幅 值與同相位的空當原噪音相反，與原噪音相遇時，由于相位相反，進行 削減或抵消，達到降噪的目的。
例如，印刷單元是印刷機的核心，它直接決定了印品的質(zhì)量高低。 現(xiàn)代印刷機的印刷單元一般由輸墨機構(gòu)、輸水機構(gòu)、印版滾筒、橡皮滾 筒、壓印滾筒、離合壓機構(gòu)和調(diào)壓機構(gòu)組成。滾筒部分是印刷機的最基 本的組件之一，印刷機的最基本結(jié)構(gòu)就是三滾筒，即印版滾筒、橡皮滾 筒和壓印滾筒。油墨在印刷壓力的作用下從印版轉(zhuǎn)移到橡皮滾筒上，再 由橡皮滾筒轉(zhuǎn)移到壓印滾筒上，完成印刷。人們常說"沒有壓力就沒有 印刷"這句話充分說明了印刷壓力的重要性。
滾筒部件的構(gòu)成及其特點單張紙印刷機的滾筒部件主要有印版滾
筒、橡皮滾筒和壓印滾筒。如圖la所示，各滾筒的結(jié)構(gòu)基本相同，即由 軸頸4、滾枕1和筒體2構(gòu)成。軸頸4是滾筒的支承部分，對保證滾筒勻
速運轉(zhuǎn)及印刷品質(zhì)量起重要作用。
滾筒的筒體2外包有村墊，它是直接轉(zhuǎn)印印刷圖文的工作部位。如 圖lb所示，筒體2由有效印刷面積3和空當5 (缺口 ) 二部分組成，有 效面積3用以進行印刷或轉(zhuǎn)印圖文，空當5 (缺口 )部分主要用以安裝咬 紙牙(壓印滾筒)、橡皮布張緊機構(gòu)(橡皮滾筒)、印版裝夾及調(diào)節(jié)機構(gòu) (印版滾筒)。有效印刷面積3通常用滾筒利用系數(shù)K-( 360° - a) / 360。 來表示。由于滾筒之間有一定的排列角度，保證在印刷時滾筒之間空當5 相互嚙合。
滾筒合壓的位置必須在印版滾筒和橡皮滾筒的空當即將接觸之前， 而離壓位置必須使橡皮滾筒上的印跡能全部轉(zhuǎn)印到包在壓印滾筒表面的 紙張上，同時不讓印版上的墨跡又開始轉(zhuǎn)印到橡皮滾筒上。換句話說， 橡皮滾筒與印版滾筒、橡皮滾筒與壓印滾筒離壓、合壓都應(yīng)在滾筒空當 位置進行。
由于機器的加工和安裝都存在著誤差和裝在滾筒軸頸軸承的游隙等 多方面的原因，使?jié)L筒之間相互接觸的地方不可能完全均勻一致，為了 形成接觸，需要加一定的壓力；印版滾筒6、橡皮滾筒7和壓印滾筒8之 間如圖2所示進行排列，它們在轉(zhuǎn)動時，滾筒體與滾筒體、空當與空當 相互嚙合，在一定壓力下進行印刷(特別是凹印機的壓力是很大的)。在 空當進入滾筒體的嚙合時，由于有較大的印刷壓力，在滾筒體相互接觸 的瞬間，產(chǎn)生一定的沖擊，由此出現(xiàn)了噪音。目前對于這種噪音還沒有 較好的解決辦法，而如果不想辦法降低噪音，對機器附近的操作人員來 講就會形成噪音污染，從而影響操作人員的身心健康。
與印刷機相同的是，印刷領(lǐng)域中的清分機工作過程中也同樣會產(chǎn)生 穩(wěn)定、持續(xù)、規(guī)律性的噪音。清分機中一個噪音源就是其分揀裝置，分 揀裝置中的吸氣設(shè)備進行操作時，會產(chǎn)生讓人很不舒服的高分貝噪音。 高壓吸氣噪聲是吸氣柱流噪聲的 一種。吸氣柱流噪聲的特點是聲級高、 傳播遠。吸氣柱流噪聲是由高速吸氣流沖擊和分揀鼓高速旋轉(zhuǎn)剪切周圍 靜止的空氣，引起劇烈的氣體震動而產(chǎn)生的。另外，傳送材料從材料垛 上走紙時與吸氣設(shè)備撞擊也會發(fā)出噪音。
還有，印刷領(lǐng)域中的抄紙機也存在噪音問題，抄紙機伏輥上在紙張 剝離位置隨著紙張的剝離即刻產(chǎn)生大氣流，這些噪聲是由于空氣在流動
過程中發(fā)生渦流、沖擊或者壓力突變引起的氣流撓動而產(chǎn)生的。如紙機 網(wǎng)部的真空伏輥，發(fā)生在真空伏輥系統(tǒng)的氣體性噪聲的原因是由于真 空輥面的小孔通過真空室后，孔內(nèi)由脫水區(qū)的真空狀態(tài)突然回復(fù)到大氣 壓時，空氣高速通過小孔，造成振蕩，形成聲源的結(jié)果。該噪聲源來自 兩個方面其一是真空伏輥小孔的發(fā)聲，類似于一端封閉的小管內(nèi)的空 氣振蕩，這種由空氣高速穿入小孔所造成的主振蕩波長與小管長度有關(guān)； 其二是在伏輥的轉(zhuǎn)動中小孔是按一定的排列方式一排一排地通過真空室 的密封條進入大氣，造成伏輥沿旋轉(zhuǎn)方向的空氣振蕩聲。這種發(fā)聲的頻 率是和伏輥內(nèi)壁的圓周速度和小孔的節(jié)距有關(guān)。上述兩種振蕩組成真空 伏輥系統(tǒng)噪聲中強度最大的諧;;t
上述清分機及抄紙機均可按與印刷機相同的方式對噪音的特性進行 采集和分析，并設(shè)置主動發(fā)聲裝置，以主動消除或降低i殳備的噪聲。
需要指出的是，針對設(shè)備產(chǎn)生的穩(wěn)定、持續(xù)、規(guī)律性的噪音，既可 全方位進行抑制，也可只針對操作人員的活動空間進行噪音的消除或降 低。
另外，因設(shè)備上的噪聲源通常不會處于一個四周懸空的空間中，其 周圍一些方位往往會被其他裝置或結(jié)構(gòu)所遮擋，因而噪音將更多地從沒 有遮擋的空腔或空間中擴散到操作人員所在的空間中，因此，設(shè)置主動 發(fā)聲裝置時，可有針對性地設(shè)置在噪音向外傳播的空腔或空間中。
權(quán)利要求
1.一種主動降噪方法，具體為在設(shè)備發(fā)出的穩(wěn)定、持續(xù)、規(guī)律性噪音所影響的空間中的不同方位，利用聲音探測器對設(shè)備發(fā)出的噪音進行探測，分析噪音的方向、頻率、波長、振幅特性，根據(jù)噪音的方向特性分別在不同方位設(shè)置面向噪音源的揚聲器，并根據(jù)噪音的頻率、振幅、波長特性使揚聲器發(fā)出反相聲波，以在空間中抵消或消減噪音源發(fā)出的噪音。
2. 如權(quán)利要求l所述的主動降噪方法，其特征在于，所述空間為設(shè)備 操作人員所活動的空間。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的主動降噪方法，其特征在于，所述揚聲器 設(shè)置在設(shè)備上其噪聲源周圍的空腔中，或設(shè)置在設(shè)備上其噪音向外 擴散的空間中。
4. 如權(quán)利要求3所述的主動降噪方法，其特征在于，所述設(shè)備為印刷 機或清分一幾或抄紙機。
5. —種主動降噪方法，具體為針對設(shè)備上每一個穩(wěn)定發(fā)出持續(xù)、規(guī) 律性噪音的噪音源，在其周圍空間中的不同方位利用聲音探測器對 該噪音源發(fā)出的噪音進行探測，分析噪音的方向、頻率、波長、振 幅特性，根據(jù)噪音的方向特性分別在不同方位設(shè)置面向噪音源的揚 聲器，并根據(jù)噪音的頻率、振幅、波長特性使揚聲器發(fā)出反相聲波， 以在空間中抵消或消減噪音源發(fā)出的噪音。
6. 如權(quán)利要求5所述的主動降噪方法，其特征在于，所述空間為設(shè)備 操作人員所活動的空間。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的主動降噪方法，其特征在于，所述揚聲器 設(shè)置在設(shè)備上其噪聲源周,的空腔中，或設(shè)置在設(shè)備上其噪音向外 擴散的空間中。
8. 如權(quán)利要求7所述的主動降噪方法，其特征在于，所迷設(shè)備為印刷 機或清分機或抄紙機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主動降噪方法，具體為在設(shè)備發(fā)出的穩(wěn)定、持續(xù)、規(guī)律性噪音所影響的空間中的不同方位，利用聲音探測器對設(shè)備發(fā)出的噪音進行探測，分析噪音的方向、頻率、波長、振幅特性，根據(jù)噪音的方向特性分別在不同方位設(shè)置面向噪音源的揚聲器，并根據(jù)噪音的頻率、振幅、波長特性使揚聲器發(fā)出反相聲波，以在空間中抵消或消減噪音源發(fā)出的噪音。本發(fā)明利用反相聲波來抵消或消減噪音，不僅可有效地消除或降低操作人員工作環(huán)境中的噪音污染，而且針對性更強，實施更加簡便。
文檔編號B41F33/00GK101369422SQ200810167600
公開日2009年2月18日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者吳碩夫, 辛小溫, 韓緒艷 申請人:中國印鈔造幣總公司