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DE4011658A1 - Anti-sound wave generator - incorporates at least fluidic amplifier with input and output connections - Google Patents

Anti-sound wave generator - incorporates at least fluidic amplifier with input and output connections

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DE4011658A1
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acoustic
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noise
resonators
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Reinhard Pongratz
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Abstract

At least one fluidic amplifier (1) is incorporated, which has at least one input connection (5), and at least two output connections (41, 42). To the input connection(s) is connected one end of a pipe conduit (2), the other end of which is open and in the proximity of the noise source (3). On the output connections, acoustic adaptors (6) are provided. The adjacent output connections (41, 42) radiate sound waves phase-displaced through 180 deg., and their radiation apertures of the acoustic adaptors are spaced by a distance which amounts to an odd number multiple of lambda/2. The acoustic adaptors (6) are lambda/4 Helmholtz resonators or funnel resonators. USE - Acoustic system to cut out periodically sounding noise.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antischallgenerator zum Auslöschen von periodischem Lärm, der von einer Lärm­ quelle erzeugt wird.The invention relates to an anti-noise generator to cancel out periodic noise, that of a noise source is generated.

Derartige Antischallgeneratoren werden derzeit dadurch realisiert, daß ein Aufnehmer vorgesehen ist, der den auszulöschenden Lärm erfaßt. Das Ausgangssignal dieses Aufnehmers ist an eine elektronische Steuereinheit ange­ legt, die eine zweite Lärm- bzw. Schallquelle steuert, deren Lärm den Lärm der (Primär)-Lärmquelle auslöscht.Such anti-noise generators are currently realizes that a transducer is provided, the noise to be canceled. The output signal of this Sensor is attached to an electronic control unit that controls a second noise or sound source, whose noise cancels the noise from the (primary) noise source.

Da der Lärm der auszulöschenden (Primär)-Lärmquelle insbe­ sondere dann, wenn die Geräusche von Schiffsschrauben oder dergleichen ausgelöscht werden sollen, Schallwellen hoher Frequenz enthält, sind bei herkömmlichen Antischallgenera­ toren eine aufwendige elektronische Steuerung sowie auf­ wendige Schallerzeuger für die Schallwellen erforderlich, die mit den Schallwellen der (Primär)-Lärmquelle inter­ ferieren sollen.Because the noise of the (primary) noise source to be canceled is particularly especially when the sounds of propellers or The like should be extinguished, sound waves higher Frequency contains are in conventional antisound genera a complex electronic control as well agile sound generator required for the sound waves, which interacts with the sound waves of the (primary) noise source should celebrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anti­ schallgenerator zum Auslöschen von periodischem Lärm anzugeben, der einfach aufgebaut ist, und der dennoch zum Auslöschen des von unterschiedlichen Lärmquellen ausgehen­ den Schalls verwendet werden kann. The invention has for its object an anti sound generator to eliminate periodic noise to specify, which is simple, and yet to Extinguishing that emanate from different sources of noise the sounds can be used.  

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent­ anspruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.An inventive solution to this problem is in the patent Claim 1 marked. Developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, einen An­ tischallgenerator dadurch zu realisieren, daß wenigstens ein Fluidik-Verstärker verwendet wird, an dem der auszu­ löschende Lärm als Eingangssignal angelegt ist, und der Schallwellen mit einer geeigneten Phasenverschiebung er­ zeugt, so daß durch die Interferenz dieser Schallwellen mit dem auszulöschenden Lärm der (Primär)-Lärmquelle die­ ser Lärm (in vorgegebenen Grenzwerten) nicht mehr erfaßbar ist.The invention is based on the basic idea of an table generator to realize that at least a fluidic amplifier is used, on which the to extinguishing noise is applied as an input signal, and the Sound waves with a suitable phase shift testifies so that by the interference of these sound waves with the noise to be extinguished from the (primary) noise source This noise can no longer be recorded (within specified limit values) is.

Demgemäß ist wenigstens ein Fluidik-Verstärker vorgesehen, der mindestens einen Eingangsanschluß und mindestens zwei Ausgangsanschlüsse aufweist.Accordingly, at least one fluidics amplifier is provided, the at least one input port and at least two Has output connections.

An den oder die Eingangsanschlüsse ist jeweils das eine Ende der Rohrleitung angeschlossen, die als Steuerleitung für den Fluidik-Verstärker dient. Das andere Ende der Rohrleitung ist offen. Dieses Ende ist im Nahfeld der Lärmquelle angeordnet, so daß die Rohrleitung den Lärm der Lärmquelle direkt als Steuersignal an den Eingangsanschluß des Fluidik-Verstärkers anlegt. Ferner sind an den Aus­ gangsanschlüssen des oder der Fluidik-Verstärker geeignete Akustik-Adaptoren vorgesehen.There is one at each of the input connections End of the pipeline connected as the control line serves for the fluidics amplifier. The other end of the Pipeline is open. This end is in the near field Noise source arranged so that the pipeline the noise of the Noise source directly as a control signal to the input connector of the fluidic amplifier. Furthermore, at the end suitable connections of the fluidic amplifier (s) Acoustic adapters provided.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung erhält man einen Antischallgenerator, der ohne eine elektronische Steuer­ einheit auskommt. Dabei ist die im Anspruch 2 gekenn­ zeichnete Ausbildung, gemäß der benachbarte Ausgangsan­ schlüsse um 180° phasenverschobene Schallwellen abstrahlen und die schallabstrahlenden Öffnungen der benachbarten Ausgangsanschlüssen zugeordneten Akustik-Adaptoren einen Abstand haben, der ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt, besonders bevorzugt. Durch diese Ausbildung ergibt sich ein nicht von einer "punktförmigen" Schall­ quelle ausgehendes Lärmfeld; so daß in einem großen Raum­ bereich eine Auslöschung des Lärms durch Interferenz mög­ lich wird.Through this training according to the invention you get one Anti-noise generator without electronic control unity gets by. It is known in claim 2 recorded training, according to the neighboring exit radiate sound waves out of phase by 180 °  and the sound-emitting openings of the neighboring ones Acoustic adapters assigned to output connections Distance that is an odd multiple of λ / 2 is particularly preferred. Through this training does not result from a "punctiform" sound source outgoing noise field; so that in a large room possible to eliminate the noise by interference becomes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter be­ schrieben, in der zeigen:The invention is based on execution examples further with reference to the drawing wrote in the show:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Antischallgenerators, Fig. 1 shows the basic structure of an anti-noise generator according to the invention,

Fig. 2 bis 9 bei diesem Antischallgenerator verwendbare Detaillösungen. Fig. 2 to 9 detail solutions that can be used with this anti-noise generator.

Fig. 1 zeigt einen Antischallgenerator, der einen Flui­ dik-Verstärker 1 aufweist, dessen Aufbau im folgenden noch näher erläutert werden wird. Der Eingangsanschluß 5 des Fluidik-Verstärkers 1 ist mit dem einen Ende einer als Steuerleitung dienenden Rohrleitung 2 verbunden. Das ande­ re Ende der Rohrleitung 2 ist offen und im Nahfeld einer Lärmquelle angeordnet, die den Lärm abstrahlt, der ausge­ löscht werden soll. An den beiden Ausgangsanschlüssen 41 und 42 sind in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellte Akustikadaptoren 6 vorgesehen, die beispielsweise λ/4- Helmholtz-Resonatoren oder Trichterresonatoren sein können (Anspruch 3 bzw. 4). Die Akustik-Adaptoren 6 können dabei die gleiche Spektralcharakteristik haben, in bestimmten Fällen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn sie eine un­ terschiedliche Spektralcharakteristik haben, so daß auch das Lärmfeld breitbandiger Lärmquellen ausgelöscht werden kann (Anspruch 5). Ferner beträgt der Abstand der beiden schallabstrahlenden Öffnungen der Akustikadaptoren ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 und die Öffnung strah­ len um 180° phasenverschobene Schallwellen ab. Fig. 1 shows an anti-noise generator having a fluidic amplifier 1 , the structure of which will be explained in more detail below. The input connection 5 of the fluidic amplifier 1 is connected to one end of a pipe 2 serving as a control line. The other end of the pipe 2 is open and arranged in the near field of a noise source that emits the noise that is to be extinguished. At the two output connections 41 and 42 , only schematically illustrated acoustic adapters 6 are provided in FIG. 1, which can be, for example, λ / 4 Helmholtz resonators or funnel resonators (claims 3 and 4, respectively). The acoustic adapters 6 can have the same spectral characteristic, but in certain cases it can be advantageous if they have a different spectral characteristic, so that the noise field of broadband noise sources can be canceled (claim 5). Furthermore, the distance between the two sound-emitting openings of the acoustic adapters is an odd multiple of λ / 2 and the opening emits sound waves 180 ° out of phase.

Fig. 2 zeigt vergrößert ein Ausführungsbeispiel für einen Fluidik-Verstärker 1. Der Fluidik-Verstärker 1 weist eine Versorgungsleitung 7 auf, in die von der Steuerleitung 2 ausgehende Zweigleitungen 21 und 22 münden. Die Verbin­ dungsstelle der Leitungen 7, 21 und 22 ist über Zweiglei­ tungen 23 mit dem Verstärkerausgangsanschlüssen 41 und 42 verbunden die wiederum - wie bereits beschrieben, mit den Akustik-Adaptoren 6 verbunden sind. Fig. 2 shows enlarged an embodiment of a fluidic amplifier 1. The fluidics amplifier 1 has a supply line 7 , into which branch lines 21 and 22 emanating from the control line 2 open. The connec tion of the lines 7 , 21 and 22 is connected via lines 23 to the amplifier output connections 41 and 42 which in turn - as already described - are connected to the acoustic adapters 6 .

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Fluidik-Verstärker 1, der sich von dem in Fig. 2 darge­ stellten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß in den Steuerleitungen 21 und 22 akustische Filter 8 vorge­ sehen sind (Anspruch 6). Ansonsten entsprechen mit glei­ chen Bezugszeichen bezeichnete Teile den in Verbindung mit Fig. 2 erläuterten Teilen. Fig. 3 shows a further embodiment of a fluidic amplifier 1 , which differs from the embodiment shown in Fig. 2 Darge in that in the control lines 21 and 22 acoustic filter 8 are easily seen (claim 6). Otherwise, parts designated by the same reference numerals correspond to the parts explained in connection with FIG. 2.

Fig. 4 zeigt eine weitere Modifikation des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem die als Steu­ erleitung dienende Rohrleitung 2 an ihrem freien Ende, das im Nahfeld der Schallquelle 3 angeordnet ist, zur Ver­ stärkung des Eingangssignals mit einem Empfangsresonator, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Empfangshorn 9 ausgebildet ist, versehen ist (Anspruch 7). Fig. 4 shows a further modification of the embodiment shown in Fig. 1, in which the pipe serving as a control line 2 at its free end, which is arranged in the near field of the sound source 3 , for the amplification of the input signal with a receiving resonator, which in the shown embodiment is designed as a receiving horn 9 is provided (claim 7).

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zur Real­ isierung einer Koinzidenzkette mehrere Antischallge­ neratoren räumlich versetzt hintereinander angeordnet sind. Jeder der Antischallgeneratoren weist einen Flui­ dik-Verstärker 1 und zugeordnete Akustik-Adaptoren 6 auf. Die Fluidik-Verstärker sind jeweils mit einem entsprechend der Versetzung verzögerten Steuersignal beaufschlagt (An­ spruch 8). Fig. 5 shows an embodiment in which for the realization of a coincidence chain several Antischallge generators are spatially offset one behind the other. Each of the anti-noise generators has a fluidic amplifier 1 and associated acoustic adapters 6 . The fluidic amplifiers are each acted upon by a control signal delayed in accordance with the offset (claim 8).

Fig. 6 zeigt eine weitere Modifikation eines erfindungs­ gemäßen Antischallgenerators, bei dem die Akustik-Adapto­ ren 6, die an die Ausgangsanschlüsse des Fluidik-Verstär­ kers angeschlossen sind, mit einstellbaren Resonatoren 10 versehen sind. Durch die entsprechende Einstellung der Resonatoren 10, die beispielsweise einen längs der Achse der Akustik-Adaptoren verschiebbaren Trichter aufweisen, kann die Resonanzfrequenz des den Antischall emittierenden Resonators nachgestellt werden (Anspruch 9). Fig. 6 shows a further modification of an anti-noise generator according to the invention, in which the acoustic adapters 6 , which are connected to the output connections of the fluidic amplifier, are provided with adjustable resonators 10 . The resonance frequency of the resonator emitting the anti-noise can be adjusted by appropriately setting the resonators 10 , which have, for example, a funnel that can be displaced along the axis of the acoustic adapters.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen eine Monopolcharakteristik realisiert ist. FIGS. 7 to 9 show embodiments in which a monopole characteristic is realized.

Hierzu ist bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbei­ spiel der eine Ausgangsanschluß des Verstärkers 1 mit einem abgeschlossenen, nichtstrahlenden Resonatorraums 11 verbunden. Der andere Ausgangsanschluß, bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Ausgangsanschluß 41 mündet in einen als Horn ausgebildeten Akustikadapter 6 (Anspruch 10).For this purpose, in the embodiment shown in FIG. 7, the one output connection of the amplifier 1 is connected to a closed, non-radiating resonator chamber 11 . The other output connection, in the exemplary embodiment shown the output connection 41 opens into an acoustic adapter 6 designed as a horn (claim 10).

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zur Realisierung eines Antischallgenerators mit Monopol­ charakteristik einer der beiden Ausgangsanschlüsse des Fluidik-Verstärkers 1, beispielsweise der Ausgangsanschluß 42 in den Druckraum und der andere Ausgangsanschluß, also beispielsweise der Ausgangsanschluß 41 in den Schnellebe­ reich 12 eines Akustik-Resonators mündet (Anspruch 11). Fig. 8 shows a further embodiment in which one of the two output connections of the fluidic amplifier 1 , for example the output connection 42 in the pressure chamber and the other output connection, for example the output connection 41 in the Schnellbe range 12 to implement an anti-noise generator with monopole characteristic Acoustic resonator opens (claim 11).

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel mün­ den beide Ausgangsanschlüsse des Fluidik-Verstärkers 1 in Zwischenresonatoren 12 1 und 12 2, die beide mit einem ge­ meinsamen, nachgeschalteten Emissionsresonator 13 ver­ bunden sind. Die Resonanzfrequenzen der Zwischenresona­ toren sind so abgestimmt, daß sie oberhalb und unterhalb der Arbeitsfrequenz der Lärmquelle 3 liegen (Anspruch 12) .In the embodiment shown in FIG. 9, the two output connections of the fluidic amplifier 1 in intermediate resonators 12 1 and 12 2 , both of which are connected to a common, downstream emission resonator 13 . The resonance frequencies of the intermediate resonators are tuned so that they are above and below the working frequency of the noise source 3 (claim 12).

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Äusführungsbei­ spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan­ kens beschrieben worden. Insbesondere können zur Reali­ sierung der Erfindung auch anders ausgebildete Fluidik- Verstärker verwendet werden. Ferner ist es möglich, daß die Fluidik-Verstärker auch mehr als zwei Ausgangsan­ schlüsse haben. In jedem Falle ist es jedoch bevorzugt, wenn die benachbarten Ausgangsanschlüssen zugeordneten schallabstrahlenden Öffnungen um 180° phasenverschobene Schallwellen abstrahlen und der Abstand zwischen benach­ barten schallabstrahlenden Öffnungen der Akustik-Adaptoren ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt.The invention is based on an embodiment game without limiting the general inventive concept kens. In particular, Reali sation of the invention also differently designed fluidics Amplifiers are used. It is also possible that the fluidics amplifier also has more than two outputs have conclusions. In any case, however, it is preferred if the adjacent output ports are assigned sound-emitting openings out of phase by 180 ° Radiate sound waves and the distance between neighboring have sound-emitting openings in the acoustic adapters is an odd multiple of λ / 2.

Claims (12)

1. Antischallgenerator zum Auslöschen von periodischem Lärm, der von einer Lärmquelle erzeugt wird, mit folgenden Merkmalen:
  • - es ist wenigstens ein Fluidik-Verstärker (1) vorgesehen, der mindestens einen Eingangsanschluß (5) und mindestens zwei Ausgangsanschlüsse (41, 42) aufweist,
  • - an den oder die Eingangsanschlüsse (5) ist jeweils das eine Ende einer Rohrleitung (2) angeschlossen, deren ande­ res Ende offen und im Nahfeld der Lärmquelle (3) ange­ ordnet ist,
  • - an den Ausgangsanschlüssen (41, 42) sind Akustik-Adap­ toren (6) vorgesehen.
1. An anti-noise generator for extinguishing periodic noise generated by a noise source, with the following features:
  • at least one fluidic amplifier ( 1 ) is provided, which has at least one input connection ( 5 ) and at least two output connections ( 41, 42 ),
  • - At the one or the input connections ( 5 ) one end of a pipe ( 2 ) is connected, the other end of which is open and in the near field of the noise source ( 3 ) is arranged,
  • - At the output connections ( 41 , 42 ) acoustic adapters ( 6 ) are provided.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Ausgangsanschlüsse (41, 42) um 180° phasenverschobene Schallwellen abstrahlen, und daß die schallabstrahlenden Öffnungen der benachbarten Ausgangsanschlüssen zugeordneten Akustik-Adaptoren (6) einen Abstand haben, der ein ungeradzahliges Vielfaches von λ/2 beträgt.2. Generator according to claim 1, characterized in that adjacent output connections ( 41 , 42 ) emit sound waves phase-shifted by 180 °, and that the sound-radiating openings of the adjacent output connections associated acoustic adapters ( 6 ) have a distance which is an odd multiple of λ / 2 is. 3. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Akustik-Adaptoren (6) λ/4- Helmholtz-Resonatoren sind.3. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the acoustic adapters ( 6 ) λ / 4 are Helmholtz resonators. 4. Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenzeichnet, daß die Akustik-Adaptoren (6) Trichter­ resonatoren sind. 4. Generator according to claim 1 or 2, characterized in that the acoustic adapters ( 6 ) are funnel resonators. 5. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Akustik-Adaptoren (6) eine unterschiedliche Spektralcharakteristik haben.5. Generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that adjacent acoustic adapters ( 6 ) have a different spectral characteristic. 6. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidik-Verstärker Steu­ erleitungen (21, 22) für die Ausgangsanschlüsse (41, 42) aufweist, in die zur Lautstärkeeinstellung akustische Filter (8) eingebaut sind.6. Generator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fluidic amplifier control lines ( 21 , 22 ) for the output connections ( 41 , 42 ), in which acoustic filters ( 8 ) are installed for volume adjustment. 7. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende der Rohrleitung (2) ein Empfangsresonator oder ein Empfangshorn (9) vorge­ sehen ist.7. Generator according to one of claims 1 to 6, characterized in that at the free end of the pipe ( 2 ) a receiving resonator or a receiving horn ( 9 ) is easily seen. 8. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fluidik-Verstärker räumlich versetzt hintereinander angeordnet sind, die mit einem entsprechend verzögerten Steuersignal beaufschlagt sind, so daß sich eine Koinzidenzkette ergibt.8. Generator according to one of claims 1 to 7, characterized in that several fluidics amplifiers spatially offset one behind the other with a correspondingly delayed control signal are, so that there is a coincidence chain. 9. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenzen der dem Antischall emittierenden Resonatoren einstellbar sind.9. Generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the resonance frequencies of the Anti-noise emitting resonators are adjustable. 10. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Verstärker- Ausgangsanschlüsse in einem emittierenden Akustik-Adapter und der andere in einem abgeschlossenen, nicht strahlenden Resonator mündet, so daß sich eine Monopolcharakteristik ergibt. 10. Generator according to one of claims 1 to 9, characterized in that one of the two amplifier Output connections in an emitting acoustic adapter and the other in a closed, non-radiant Resonator opens, so that there is a monopoly characteristic results.   11. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Ausgangsan­ schlüsse in den Druck und der andere in den Schnellebe­ reich eines Akustik-Resonators mündet, so daß sich eine Monopolcharakteristik ergibt.11. Generator according to one of claims 1 to 10, characterized in that one of the two outputs conclude in the pressure and the other in the fast leg range of an acoustic resonator opens, so that one Monopoly characteristic results. 12. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Ausgangsanschlüsse jeweils in Zwischenresonatoren münden, deren Resonanz­ frequenzen unterhalb und oberhalb der Arbeitsfrequenzen liegen, und die mit einem gemeinsamen, nachgeschalteten Emissionsresonator verbunden sind, so daß sich eine Mono­ polcharakteristik ergibt.12. Generator according to one of claims 1 to 11, characterized in that adjacent output connections each lead to intermediate resonators, the resonance of which frequencies below and above the working frequencies lie, and that with a common, downstream Emission resonator are connected so that there is a mono polar characteristic results.
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