我国噪声与振动控制技术的现状与发展

科技信息　。科教视野ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年第２２期　

噪声控制技术的现状及发展　

张猛　（中国人民解放军９１８６８部队海南　三亚５７２０１　１）　

摘要：我国噪声控制技术的研究起步较晚，但发展很快，取得了许多有益的成果及技术，并得到了较好的应用。本文综述了我国噪声控制技　术的发展现状．从噪声测量技术、无源噪声控制技术、有源噪声控制技术、声学材料的发展等四个方面详细介绍了噪声控制技术的研究现状，这　将对噪声控制技术的研究起到一定的参考作用。　关键词：噪声；控制；有源噪声；无源噪声；现状　

噪声控制技术在五十年代初已引起学者们的注意并开展了研究，　我国起步较晚，但进展较快．近二十年来．我国对噪声控制技术进行了　较为系统的研究，取得了可喜的成果，在某些方面还有突破性的进展。　本文着重从噪声测量技术、无源噪声控制技术、有源噪声控制技术及　声学材料的发展等四个方面来综述了噪声控制技术的现状及发展，论　文对噪声控制技术的发展具有一定的参考意义。　１．噪声测量技术　噪声测量技术是控制技术的重要组成部分，是编制控制设计方案　的前提，通过测量来了解噪声源的特性及传播规律，有针对性地采取　治理措施。八十年代以来，计算机和信号处理技术有了很大的发展，从　而使噪声测量技术出现了一个崭新的局面【ＩＪ。　１．１声强测量技术　声强测量技术始于七十年代末，到九十年代已出现了手提式声强　测量系统。这使得过去只能在特定的试验室ｆ例如消声室、混内室、隔　声室等）内进行的声学测量，现在可以在一般环境中进行。声强测量可　以在现场快速而准确地进行声源识别，测量声功率，进行大粱、楼板等　结构声的研究。我国声强测量技术的研究与应用，目前还只局限于少　数科研设计单位和大专院校，国产声强测量仪器还未商品化，与发达　国家相比差距较大。随着便携式声强仪的普及和应用，将在更大的范　围内取代传统的测量方法，使用领域将更加广泛。　１．２智能化、小型化测试仪器以及噪声测试工作站　目前很多噪声测量仪器已具备了自动采集数据、数据存储、数据　处理等功能，有的可进行实时分析，呈现出智能化的特点；为便于现场　测量，很多仪器朝小型化、袖珍化方向发展：有的仪器集多种功能于一　体，将噪声的常规测量和信号处理分析系统组合于一个仪器内，由于　其功能多，故有工作站之称。这种工作站有的是便携式，十分适用于现　场测量和数据处理。目前我国已能生产满足环境噪声测量所需的智能　化、小型化测量仪器，噪声测量工作站也正在建立当中　２．无源噪声控制技术　无源噪声控制技术日，包括隔声、吸声、消声、隔振和阻尼减振，也　称为常规控制技术或传统的控制技术。无源控制技术日趋成熟，是目　前对噪声源和振动源进行控制的员主要的也是最有效的手段，其发展　状况概述如下：　２．１采用ＣＡＤ进行优化设计，可以做到针对性强、多方案比较，以　最简单的结构和最少的费用．达到比较满意的效果。例如消声器的设　计采用ＣＡＤ，其结构形式更加简化，消声效果得到提高：　２．２低频吸声、隔声、消声等难题有所突破：　２．３新开发的建筑材料、化工材料应用于噪声控制工程。例如建筑　板材应用于隔声，塑钢门窗应用于隔声窗，ＰＣ板应用于声屏障等；　２．４某些结构向元件化、拼装化、装饰化方向发展：　２．５无纤维吸声材料、洁净吸声材料已有应用并在深入研究：　２．６根据著名声学专家中科院院士马大猷教授的微穿孔板理论而　设计的具有许多优越性的微穿孔板吸声、消声结构，应用范围已由室　内扩展到室外，正在酝酿突破性的进展：　２．７大型设备隔振技术应用更为广泛：　２．８阻尼减振技术已从军用转为民用。　无源控制技术我国与发达国家相比，在原理方面来讲没有什么差　距，发展方向也大体是以上八个方面。某些控制技术，例如微穿孔板吸　声技术，我国已处于国际领先地位。但在无源控制技术的工艺制造方　面差距较大，ＣＡＤ在无源控制方面的应用、普及、深入研究差距也很　大。　３．有源噪声控制技术　有源噪声控制技术（ＡＮＣ）在本世纪三十年代就有人提出口，４１，但发　展缓慢。直到七十年代．由于计算机和信号处理技术的发展，有源控制　才得到了迅速发展。进入八十年代，对有源控制的原理和方法有了更　深入的研究，同时与ＡＮＣ配套的高恒定功率扬声器、次级声源、换能　器以及相关信号处理装置有了很大发展，致使ＡＮＣ进入了实用阶段。　与无源噪声与振动控制技术相比，ＡＮＣ的优点在于能解决无源　控制中难以解决的低频问题，针对性强，装置体积小，灵活方便，可减　少被控制对象的结构改动。　目前ＡＮＣ已投入应用的领域主要有：　（１）管道有源消声，例如在中央空调的送、排风管道，各种空气动　力设备的进出口管上加装有源消声器等；　（２）有源护耳器、有源抗噪声送、受话器等，在局部空间有源降噪，　有利于个人防护和语言通讯；　（３）简单的分离谱噪声ｆ例如变压器噪声等）的有源控制；　（４）机械设备基础传递中有源阻尼器的控制；　（５）低频强噪声自由或半自由空间的有源控制。　３．ＩＡＮＣ自身的发展　ｆ１）在有界空间与分布源声场的有源控制　这方面的工作正在从声场机制、信号处理、空问布阵ｆ采样）理论以　及声源的近场控制等各个方面展开，简正方式控制理论的提出与应用　对混响声场的有源控制有着特别重要的意义。其主要应用在于各种舱　室内的噪声控制。　ｆ２）流体动力学噪声有源控制　这一工作虽然使用次级声量级扰动信号的控制方法，得到的也是　降低噪声的表面结果，但其作用的物理机制是源层次的　３．２向其它学科方向的延伸　（１）非稳定性有源控制向动力学与热力学过程控制的延伸　研究结果已经表明，某些系统产生的喘振、湍化、燃烧不均匀、颤　振等现象，破环系统平衡甚至系统结构的主要原因，就是过程非稳定　性的不可控增长，因而这一延伸的意义远远超出了噪声控制，目前已　经在涡脱离、流体喷注、腔内燃题等过程中开展研究。　（２）三维开空间声场的有源控制向水下的延伸　由于水中的声速比空气中大好几倍，声波波长也相应的大很多，　因而在水下进行声场有源控制，有效频率范围和空问范围都比空气中　大；同时，水下声场对航海的作用也是非比寻常的。　（３）空间噪声场的有源降低向厅堂音质控制的延伸　目前的厅堂音质靠声吸收或反射材料控制，不但体积大，而巨可‘　控性差。一旦建成，即使音质不理想，也很难再变。所谓多功能厅的设　计，也往往得到“多不能听”的结果。如果我们把厅堂的低频吸收　扩　散、扩声系统的反馈抑制等性质．都纳入电子系统控制的范围，无疑将　大大提高厅堂音质的可控性和灵活性　。　４．声学材料的发展　随着材料工业发展，越来越多的各类声学材料出现在市场。在建　材行业，已有一批较先进和已形成规模化生产能力的企业，特别是纤　维性吸声材料及护面材料、轻质隔声材料和隔声结构等。噪声控制工　程师可以更有余地选用标准化、系列化的声学材料，包括吸声材料、隔　声材料、阻尼材料及其复合材料　】。　４．１“环保”型和“安全”型声学材科　大量的环境和人居场所的污染和化学、物理危害因素调查工作表　明，人们应注意使用“环保”型和“安全”型声学材料，包括无毒无害、阻　燃防火等，一些用户甚至要件使用“天然”和功能性的声学材科。特别　是居住场所、人员集中工作场所、有特殊要求的场所对（下转第３２页）

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CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2014.12行业综述Trade Reports

（中国环境保护产业协会噪声与振动控制委员会，北京󰀃󰀃100037）

摘󰀃要:综述了2012年我国噪声与振动控制行业的发展环境以及行业的生产经营情况；阐述了行业总体

技术进展、新技术的开发应用概况，以及行业市场特点及重要动态；分析了行业主要骨干企业的发展情况

及企业的国内外竞争力状况；针对行业发展中存在的主要问题， 提出了解决对策和建议，并对行业的发展

进行了展望。

关键词:噪声；振动；控制；市场；骨干企业；行业发展

中图分类号:X324󰀃󰀃󰀃󰀃文献标志码:A󰀃󰀃󰀃󰀃文章编号:1006-5377（2014）12-0025-11󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃我国噪声与振动控制行业

2013年发展综述

1 噪声与振动控制行业发展现状

1.1 行业发展环境

2013年是我国全面贯彻落实“十八大”精神的开局

之年，是“十二五”规划实施过程中承上启下的关键中

期阶段，也是在增长阶段转换背景下加快发展方式转变

的关键之年。面对错综复杂的国内外形势，党中央、国

务院采取了一系列调控措施，有效引导市场预期，经

济运行企稳向好，开始出现向发展新常态转变的积极迹

象。但受结构性问题制约，经济回升基础尚不稳固，重

工业回升持续性不强，部分领域的发展仍低于市场预

期。全年国内生产总值和产业增加值、全国公共财政收

入、全部工业增加值、全社会建筑业增加值和固定资产

投资比例等进一步下降，噪声与振动控制行业的产业规

模和效益增长幅度均有所下降，给噪声与振动控制行业

的可持续发展带来一定困难。

随着全国范围多城市持续雾霾的影响日趋严重以及水污染状况，环境污染整体控制的呼声日益高涨，有力

推动了环境污染治理暨环境保护产业的进阶发展。在全

民聚焦大气环境和水污染治理的特定背景下，各级政

府、执法机构对噪声与振动控制专业领域的关注与支持

则在一定程度上有所削弱，一些科研课题立项暂时搁

ｌｉ享ｌ流Ｉ子　ｌ　３９　瓣臻　重曩　鞲　瓣ｌ冁　曩，　

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姜鹏明　

（北京绿创声学工程股份有限公司，北京　１　０００８０）　

摘要：论述了我国声环境的现状，分析了我国噪声与振动法规标准的现状与前景；提出了噪声与振　

动控制（ＮＶＣ）工程的服务业本质，并指出ＮＶＣ．．Ｔ－程学的任务和发展趋势，最后，就ＮＶｃ工程学在我国发展　的市场环境、政策环境、体制环境做了探讨和分析。　

关键词：噪声与振动控制；声环境；标准；市场；体制　中图分类号：ＴＢ５３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００６—５３７７（２０１０）０５—００３９—０３　

１我国声环境现状　

在我国经济飞速发展，工业化、城市化的进程中，　

由于对声环境的建设处于零散、随机的自发控制状态，　

声环境质量有不断恶化的趋势，噪声源数量暴涨，主要　表现在以下方面：　（１）流动噪声源　目前国内的机动车保有量约１．８６，１＇７，辆，位居世界第　

二；内陆汀河湖还有大量的机动船；航空客运超过１亿　

人／年，货运１０ｏ亿吨公里，年；铁路、城铁超过８万公里。　流动噪声源不可小视。　

（２）动力噪声源　全国的电力装机容量超过７｛Ｌ千瓦。大量繁杂的电　

网，星罗棋布的输变电换流站，以及发电厂、自备电　站、余热发电站等动力噪声源遍布各地。　

（３）工业噪声源　我国的一产、二产现已成为世界制造厂钢铁、水泥、　

机械加工、纺织规模世界领先。丁业噪声源逐年增多。　

（４）建筑噪声源　２００７年国内竣工建筑面积约５０亿平方米，每年增幅　

超过２０％。同时我国是个大建筑建材生产工地，施Ｔ装　

修噪声和建筑物的使用噪声（空调、电梯、采暖、上下　水、通风等）普遍存在。　（５）生活噪声源　例如吸尘、唱歌、电视、音响，以及报刊亭、餐　

馆、影剧院、车站、各类商场超市等处常有小喇叭或大　

科技资讯

科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.03SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION高新技术

车内噪声主动控制技术现状及发展趋势

钱燕（无锡职业技术学院江苏无锡214121）

摘要：本文首先介绍了噪声主动控制技术在车内应用的发展历程，然后介绍我国开展车内噪声主动控制技术的一些研究，最后对车内噪声主动控制技术的未来作了展望。关键词：主动控制车内噪声中图分类号：TB53文献标识码：A文章编号：1672-3791(2008)01(c)-0004-02

1引言

低频噪声是车辆舱室内部噪声的主要

成分。传统噪声控制技术，多采用阻尼比

较大的材料，利用隔声、隔振，甚至重新

进行结构设计来控制噪声，对一些车身结

构的振动及其辐射的低频噪声仍无法得到

有效控制。而噪声主动控制(ActiveNoise

Control，简称ANC)技术在消声机制、控

制机理及系统研究和应用等方面，弥补了

噪声被动控制的诸多不足，特别是在控制

管道低频噪声中获得了良好的降噪效果，

因而倍受噪声控制界的关注和重视。

2车内噪声主动控制技术的发展历程

车内(封闭空间)噪声的主动控制技术

最早出现在上世纪80年代。英国ISVR的

Nelson等人在封闭空间有源消声理论研究

和技术方面做了大量工作，研究了有源消

声系统次级声源阵列和监测传声器的最优

布放问题，并开始在飞机舱室和轿车车内

进行自适应有源降噪研究。

1983年，挪威的T.Berge在柴油车驾

驶室内采用有源消声，取得了在着火频率

处降噪15.7dB的效果。

1984年,美国通用汽车公司的J.Oswald

提出了第一个主动控制系统，用自适应有

源降噪方法对柴油车驾驶室进行研究。系

统由分立元件构成，采用发动机转速信号

分频方法产生多阶正弦波参考信号，经过

控制器进行调幅、倒相处理，反馈给次级

电声系统，产生抵消处噪声的反噪声。声

学部分采用单次级源、单监测传声器。实验结果表明，对由发动机几个低阶谐量引起