[发明专利]一种具有气象监测功能的热声式智能主动隔声玻璃系统

说明书

一种具有气象监测功能的热声式智能主动隔声玻璃系统，包括由气象监测传感器、麦克风、调理及采样模块，中央处理单元，无线通讯模块、交流电压输出模块组成的测量控制子系统以及基于热声效应的发声玻璃；发声玻璃主要由两侧粘附有高透明保护膜和超顺排碳纳米薄膜的玻璃窗组成；该系统针对玻璃前后两侧入射波的相干波源信息并生成相应交流信号加载到发声玻璃两侧的超顺排碳纳米薄膜上；超顺排碳纳米薄膜的焦耳热引发相邻空气的密度变化而产生所需的相干声；本发明保持了玻璃窗高透光性基础上，解决了窗户一直以来被动隔声效能不足的缺点，其内外两侧双重主动降噪机制可实现极高的声传播损失。

技术领域

本发明属于隔声降噪技术领域，主要针对城市建筑对环境噪音敏感且对透光性有需求的场所，具体涉及一种具有气象监测功能的热声式智能主动隔声玻璃系统。

背景技术

随着我国工业化、城镇化进程的不断加快，噪声已成为环境污染的主要因素之一。伴随着人们工作节奏的加快和生活压力的与日俱增，噪音污染对人们身心健康的影响已引起社会各界的广泛关注。噪声传播主要包括声源、传播途径这两个组成部分。相应的，当前噪声控制的方法主要有两类：一是控制噪声源，如通过改进生产工艺、结构,提高部件的加工精度降低设备的噪音,然而加工精度的提高会引起生产成本的几何增加；二是在声的传播过程中通过各种声功能材料和结构阻隔、吸收声波，减少对接受者的危害。

传统隔声材料如钢、砖、混凝土等金属、无机材料，可加工性差，受到质量定律的限制，其在低频下要达到理想效果需要极大的质量，使用范围受到很大限制。近年来，主动降噪技术在汽车、航空、民用建筑等领域展示出了良好效果。建筑的门窗往往是室外噪音的主要侵入来源，为此人们迫切期待着不影响建筑采光同时能弥补门窗较弱隔声性能的新技术新方法。超顺排碳纳米管阵列薄膜作为一种特殊的有序碳纳米管阵列,既透明又导电。在声频交变电压的激励下碳纳米管薄膜可发出响亮的声音，可制为扬声器，且具有柔韧、无磁性的特点，可以定制成任何形状和尺寸，独立布置在任何绝缘表面上。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种具有气象监测功能的热声式智能主动隔声玻璃系统，本发明主要使用了超顺排碳纳米薄膜。本发明中的发声玻璃充分利用超顺排碳纳米薄膜的热声效应原理，不同于传统的主动降噪手段，碳纳米管薄膜发声时并不产生弹性振动，不会影响现有玻璃的安装、性能及使用寿命。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种具有气象监测功能的热声式智能主动隔声玻璃系统，包括测量控制子系统以及基于热声效应的发声玻璃；

所述测量控制子系统包括外侧麦克风、内侧麦克风、气象传感器、调理及采样模块、中央处理单元、无线通讯模块和交流电压输出模块；其中外侧麦克风、内侧麦克风及气象传感器与调理及采样模块、中央处理单元依次相连；中央处理单元与无线通讯模块和交流电压输出模块相连，无线通讯模块和用户的设备通过网络远程相连；交流电压输出模块与发声玻璃相连；

所述的发声玻璃为三明治夹心结构，包括依次相粘连的外侧高透明保护膜、外表面电极、外侧超顺排碳纳米薄膜、玻璃窗、内侧超顺排碳纳米薄膜、内表面电极和内侧高透明保护膜；所述外侧高透明保护膜、外侧超顺排碳纳米薄膜、内侧超顺排碳纳米薄膜和内侧高透明保护膜与玻璃窗中的玻璃尺寸相同，不与玻璃窗中的框架接触，所述玻璃窗中的框架为整个发声玻璃提供结构支撑并与外部安装结构连接；所述外表面电极和内表面电极的尺寸远小于外侧高透明保护膜、外侧超顺排碳纳米薄膜、内侧超顺排碳纳米薄膜和内侧高透明保护膜的尺寸，用于提供电压加载的接口；所述外侧超顺排碳纳米薄膜的两侧大部直接与外侧高透明保护膜和玻璃窗相连，所述内侧超顺排碳纳米薄膜两侧的大部直接与内侧高透明保护膜和玻璃窗相连；

所述气象传感器置于发声玻璃的框架内，所述中央处理单元、无线通讯模块和交流电压输出模块置于发声玻璃的内侧。