双隔墙在噪声主动控制中不同方法的比较研究

　　前言

　　双隔板结构被广泛应用于重量轻且隔声效果好的系统。如移动办公室、建筑中的隔墙、飞机机身的外壳等。在低频段由于双板结构

　　(“板”-“腔”-“板”结构)的共振影响,这种结构的隔声效果不明显。因为“腔控”在更低的频率上更有效,所以目前有关这方面的研究已经开始,依照控制源的类型和位置,这项研究可分为三种方法。

　　第一种方法是“腔控”。通过在腔内,两隔板间的空气间隙中放声源,控制声音场,使辐射到房间的声减弱。Grosveld和Shepherd(1991)及Gagliardini和Bouvet(1993)的工作,在80到160Hz内成功地减少噪声达10dB。

　　第二种方法是指“板控”。这种方法是通过安装在板上的力源控制辐射板的振动,减少声辐射。Cameal和Fuller(1993)的工作中就描述过。在一定的条件下这种方法可减少噪声达20dB。

　　第三种方法是指“房控”。和以上两种方法不同,这种方法是在接收房间内安装声源来减少辐射。

　　下面是三种方法的比较研究,研究中的部分实验描述如下。

　　1 实验的建立

　　实验中,双隔板安装在一个无回声的房间(源房间)和一个控制房间(接收房间)之间普通的墙上。测试房间的布置和双隔板如图1所示。接收房间的体积是56m³,低于200Hz时回响时间约为1.7秒。双隔板由两张2mm厚的铝板,中间有275mm的空气间隙组成。空气腔的高为2150mm,宽为900mm,腔四周是水泥墙。分别用两个独立的钢架固定在双隔板上,以减小振动。入射板被放在源房间距板1.5m远的扬声器激励。入射板被激励时,把能量辐射到空气腔,激励辐射板,又把能量辐射到接收房间。实验过程都用谐和激励。

　　控制采用了适当的超前控制。控制器的参考信号来自放在源房间接近隔板的麦克风,误差信号来自分别放在接收房间一个角上和隔墙内的麦克风的差。在腔内的一个角上放一个扬声器用于“腔控”中的控制源。在“板控”中,制源是安装在辐射板中心的小型振荡器。在“房控”中,控制扬声器选择了两个位置:一个在辐射板的旁边,另一个在接收房间较远的一个角上。

　　控制过程的实现,是在控制和无控制两种条件下,分别测量接收房内的声压。在接收房内选择了十五个测点,测量声压级(SPL)。除这些实验外还计算了两个指数。第一个是总体指数,声压级没有增加的测点与总的测点数的比,它表明总减少的程度。第二个指数是平均减少级(AAL),15个点上的平均声压级在控制时与无控制时的比较(AAL=10log10()-10log10()),这里Pc和Pu分别是控制时和无控制时的声级,N是总测量点数。

　　2 腔控

　　“腔控”的一个明显特点是截断声传播的路径,也就是减少/腔0内的声音场。这就减少了辐射板的振动,同时也减少了接收房间的声辐射。这种装置依赖于“腔”模型的模态抑制。“腔控”也涉及另一种装置,也就是改变辐射板的振动模型,通过重建“腔”内的声音场,形成一个弱的声辐射器。这个装置依赖于模态重建(重建“腔”模型间的关系)。与模态抑制不同,它有可能导致“腔”压和隔板振动的增加。为了识别涉及到的控制装置,腔内6个选择点上的声压级(SPL)和辐射板上的6个选择点上的振动级都得到了测量,另外还有接收房间内15个选择点上的声压级。在实验中还用了4种不同的布置。一是指外部检测麦克风设置在腔的外边,接收房间的一个角上。另外三个指的是内部检测麦克风放置在腔内。包括两个不同位置(内部检测I和II)上的两个单麦克风的使用,以及两个同时存在的误差麦克风(内部检测)的使用。