尖劈式聲屏障的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種尖劈式聲屏障，包括位于軌道一側的多個鋼立柱，相鄰鋼立柱之間通過支撐橫梁相互連接固定；在所述鋼立柱之間設置有吸聲尖劈；在位于所述吸聲尖劈遠離軌道一側設置有噪音傳感器，該噪音傳感器與控制電路相連，控制電路與蓄電池相連。本發明的尖劈式聲屏障，結構耐用、性能穩定；能夠實時對軌道交通聲屏障外側的噪音進行監控；軌道交通外掛式聲屏障的降噪隔聲量為10～15dB(A)。
【專利說明】尖劈式聲屏障
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聲屏障，尤其涉及一種尖劈式聲屏障。
【背景技術】
[0002]隨著社會的進步和城市的發展，人們生活水平不斷的提高，城市交通及城際交通已經成為與我們最密切相關的問題。因此，降低噪音對道路兩側居民的侵擾，已成為當前我國城鎮建設中一項重要任務，大量的高速路的建成，城市輕軌、城際輕軌及高速鐵路的通車，給我們的出行帶來了極大的方便，但同時住在這些高速路、輕軌及高鐵附近的居民卻忍受著交通噪聲的影響。為了改善市民的居住環境，有關部門在道路兩側及輕軌、高鐵等沿線周圍安裝了各種吸隔聲聲屏障。
[0003]吸聲尖劈是一種用于消聲的特殊吸聲結構，通常可分為尖部和基部兩部分，其結構是骨架外面套上玻纖布、塑料窗紗等罩面材料，里面裝以多孔材料，如玻璃棉氈、玻璃纖維、礦渣棉、泡沫塑料等。從尖劈的尖端到基部，聲阻抗是從空氣的特性阻抗逐步過渡到多孔材料的阻抗的，因而實現了很好的阻抗匹配，使入射聲能得到高效的吸收。
[0004]現有的軌道交通聲屏障都沒有即時噪音監測系統，在軌道交通運行過程中一旦聲屏障出現毀損或者在安裝之初聲屏障就存在隔音漏洞，導致使用中無法良好起到隔音效果，對周邊環境造成噪音污染而未能得到即時監控。
[0005]現有技術中的壓電效應，是對壓電材料施加壓力，其表面產生電荷，產生的電荷量與壓力成正比，稱之為正壓電效應；反之施加電壓，就會產生機械應力，稱之為逆壓電效應。壓電材料具有很高的能量密度，峰值達100?10000KW/Kg，通過壓力發電已運用到許多領域。例如CN101873081B就公開了一種用于公交汽車的壓力發電系統；同時，專利200920353001.9公開了一種發電地板；專利201220106635.6也公開了一種節能環保型發電地板；專利201010215458.0公開了一種踩踏式連續振動壓電發電裝置；以及申請號201210431827.9公開了一種踩踏發電裝置，都是通過壓電材料進行發電的裝置。由于軌道交通工具的重量較大，在其運行過程中對其周邊區域會產生強烈震動，因此有必要利用軌道交通工具在行進時產生的震動進行發電，已供應不同設備的用電需求。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種結構穩固、便于安裝，并且能夠即時對軌道交通周邊環境進行噪音監控的尖劈式聲屏障。
[0007]為解決上述問題，本發明的一種尖劈式聲屏障，包括位于軌道一側的多個鋼立柱，相鄰鋼立柱之間通過支撐橫梁相互連接固定；在所述鋼立柱之間設置有吸聲尖劈；在位于所述吸聲尖劈遠離軌道一側設置有噪音傳感器，該噪音傳感器與控制電路相連，控制電路與蓄電池相連。
[0008]所述控制電路包括信號采集模塊、單片機和移動無線網絡發射模塊；所述噪音傳感器的輸出端與信號采集模塊的輸入端相連，信號采集模塊的輸出端與單片機的輸入端相連，單片機的輸出端與移動無線網絡發射模塊的輸入端相連。
[0009]在所述吸聲尖劈的下端設置有施重壓板，位于施重壓板下方設置有壓力發電裝置，該壓力發電裝置包括壓電材料層、導線以及蓄電池；所述壓電材料層位于施重壓板下方與施重壓板接觸，能夠受到施重壓板的擠壓；壓電材料層通過導線依次與橋式整流器、穩壓器以及蓄電池相連。
[0010]所述施重壓板為多個，并且每個施重壓板上端面設置有豎直的導向柱，該導向柱外套有壓縮彈簧，同時所述吸聲尖劈的下端面開設有導向孔，所述導向柱伸入該導向孔內；所述壓縮彈簧一端頂在所述施重壓板的上端面上，另一端頂在所述吸聲尖劈的下端面上，分別給施重壓板與吸聲尖劈以二者相互分離趨勢的力。
[0011]所述吸聲尖劈上部中間位置設置有固定軸，該固定軸穿過所述支撐橫梁上的固定軸孔；所述固定軸與所述固定軸孔間隙配合，并且該間隙處設置有緩沖層；每相鄰的兩塊吸聲尖劈之間設置有一個“工”形滑軌，兩塊吸聲尖劈分別插入到“工”形滑軌的左、右兩端，并且與“工”形滑軌間隙配合，其配合面為光滑結構。
[0012]所述多個施重壓板對稱設置在所述吸聲尖劈下端面的靠近左、右兩端的位置。
[0013]在所述壓電材料層下方，設置有固定在鋼立柱上的支撐鋼板，用于支撐壓電材料層；在所述壓縮彈簧、施重壓板以及壓電材料層靠近軌道的一側，設置有第二吸聲屏體。
[0014]本發明的尖劈式聲屏障，與現有技術相比，具有以下有益效果:
[0015]I)結構耐用、性能穩定；
[0016]2)能夠實時對軌道交通聲屏障外側的噪音進行監控；
[0017]3)軌道交通外掛式聲屏障的降噪隔聲量為10?15dB(A)；
[0018]4)壓電材料能通過吸聲尖劈的振動進行發電，為蓄電池進行充電，從而無需單獨鋪設供電電纜，減小了工程的結構復雜性，并且能源綠色環保。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的尖劈式聲屏障結構示意圖；
[0020]圖2為圖1中A部的結構放大圖；
[0021]圖3為本發明的尖劈式聲屏障側視的結構示意圖；
[0022]圖4為本發明的尖劈式聲屏障中壓縮彈簧與施重壓板的安裝結構示意圖；
[0023]圖5為本發明的尖劈式聲屏障中支撐橫梁與固定軸的安裝結構示意圖；
[0024]圖6為本發明的尖劈式聲屏障中“工”形滑軌的安裝結構示意圖；
[0025]圖7為本發明的尖劈式聲屏障中噪音監控系統的系統框圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明技術方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
[0027]如圖1所示，本發明的一種尖劈式聲屏障，包括位于軌道100—側的多個鋼立柱1，相鄰鋼立柱I之間通過支撐橫梁2相互連接固定；在所述鋼立柱I之間設置有吸聲尖劈3 ；吸聲尖劈3的上方設置有第一吸聲屏體15 ;在位于所述吸聲尖劈3遠離軌道100 —側設置有噪音傳感器4，該噪音傳感器4與控制電路相連，控制電路與蓄電池(圖中未示出)相連。[0028]如圖7所示，所述控制電路包括信號采集模塊、單片機和移動無線網絡發射模塊；所述噪音傳感器的輸出端與信號采集模塊的輸入端相連，信號采集模塊的輸出端與單片機的輸入端相連，單片機的輸出端與移動無線網絡發射模塊的輸入端相連。
[0029]同時，該移動無線網絡發射模塊將信號發送至噪音監控總臺的移動無線網絡接收模塊，移動無線網絡接收模塊將信號傳遞給中央處理器進行分析、判斷等處理，并通過顯示屏予以顯示。
[0030]在所述吸聲尖劈3的下端設置有施重壓板5，位于施重壓板5下方設置有壓力發電裝置，該壓力發電裝置包括壓電材料層6、導線(圖中未示出)以及蓄電池。
[0031]所述壓電材料層6位于施重壓板5下方與施重壓板5接觸，能夠受到施重壓板5的擠壓進行發電；壓電材料層6通過導線依次與橋式整流器、穩壓器(圖中未示出)以及蓄電池相連。
[0032]當軌道交通工具通過時，會引起聲屏障的震動，從而使得施重壓板5會對壓電材料層6進行反復施壓，使壓電材料層6表面產生電荷，并通過整流、穩壓后，對蓄電池進行充電，進而能夠供應噪音傳感器及其控制電路的用電。
[0033]如圖2、3、4所示所述施重壓板5為多個，并且每個施重壓板5上端面設置有豎直的導向柱7，該導向柱7外套有壓縮彈簧8，同時所述吸聲尖劈3的下端面開設有導向孔9，所述導向柱7伸入該導向孔9內；所述壓縮彈簧8一端頂在所述施重壓板5的上端面上，另一端頂在所述吸聲尖劈3的下端面上，分別給施重壓板5與吸聲尖劈3以二者相互分離趨勢的力。
[0034]由于軌道交通工具通過時會引起聲屏障的震動，而這種震動是不規則震動，因此震動過程中吸聲尖劈的重量不能夠均勻施加在壓電材料層上。而將施重壓板由一整塊分割成為多塊，每塊施重壓板獨立傳遞壓力，相鄰的施重壓板之間不產生彼此相互的牽制拉力，使每塊施重壓板震動更加自由，提高振動能量的利用率。
[0035]在每塊施重壓板上設置有壓縮彈簧，在不損失震動能量的前提下，能夠在施重壓板與吸聲尖劈之間形成緩沖，避免在頻繁的震動中部件之間因硬接觸而造成疲勞損傷；導向柱的設置，能夠避免壓縮彈簧發生側斜，使導向柱在導向柱孔內運動，也能夠增加整體結構穩定性。
[0036]如圖5所示，所述吸聲尖劈3上部中間位置設置有固定軸10，該固定軸10穿過所述支撐橫梁2上的固定軸孔11 ;所述固定軸10與所述固定軸孔11間隙配合，并且該間隙處設置有緩沖層12。
[0037]由于所述固定軸與吸聲尖劈的重心位于同一垂直線上，從而一方面能夠保證固定軸平衡地承擔吸聲尖劈的重量，不偏移，以便于增加整體結構的穩定性；另一方面固定軸位于吸聲尖劈重心的垂線上，位于固定軸左右兩側的吸聲尖劈部分重力均衡，在軌道交通工具引發震動時，該吸聲尖劈的左右兩端始終交替處于一端抬起、另一端下沉的狀態，而處于下沉狀態的一端由于壓縮彈簧處于壓縮狀態，會向上頂起該端，從而使該端上升，另一端下沉，如此往復，能夠有效提高震動能量的利用率，增加發電效率。
[0038]同時固定軸設置在吸聲尖劈上部中間位置，而不是設置在吸聲尖劈中部或下部的中間位置，也能夠相對來說較好地增加結構穩定性，避免如果設置在吸聲尖劈中部或下部的中間位置而引起的吸聲尖劈重心不穩、有前后傾斜趨勢的情況發生。[0039]所述固定軸與所述固定軸孔間隙配合，相對于二者的過盈配合而言，能夠不阻礙吸、隔聲屏體的震動幅度；而二者間隙處的緩沖層設置，也能夠避免固定軸與固定軸孔之間發生硬撞擊而造成損壞。
[0040]如圖3所示，所述多個施重壓板5對稱設置在所述吸聲尖劈3下端面的靠近左、右兩端的位置。
[0041]由于固定軸的設置，使得震動過程中吸聲尖劈左右兩端震動幅度較大，中部震動幅度較小，因此在吸聲尖劈下端面中部設置施重壓板和壓電材料層則無必要；同時將吸聲尖劈下端面中部設置為空，使震動過程中的的力量全部由左右兩端的壓電材料層予以承受，能夠進一步提高震動能量的利用率，增加發電效率。
[0042]如圖6所示，每相鄰的兩塊吸聲尖劈3之間設置有一個“工”形滑軌13，兩塊吸聲尖劈3分別插入到“工”形滑軌13的左、右兩端，并且與“工”形滑軌13間隙配合，其配合面為光滑結構。
[0043]該“工”形滑軌13的設置，其固定在鋼立柱I上，用于插接安裝吸聲尖劈3，一方面便于整個尖劈式聲屏障的吸聲尖劈插入“工”形滑軌的槽內，安裝較為便捷、快速，同時也具有較高穩定性；另一方面，間隙配合的結構使得吸聲尖劈在震動時能夠在“工”形滑軌的槽內上下移動。
[0044]如圖1、2所示，在所述壓電材料層下方，設置有固定在鋼立柱上的支撐鋼板，用于支撐壓電材料層；在所述壓縮彈簧、施重壓板以及壓電材料層靠近軌道的一側，設置有第二吸聲屏體14。
[0045]該第二吸聲屏體14，進一步阻止聲音在震動結構的縫隙中傳出，起到良好隔音的效果。
[0046]本發明的一種尖劈式聲屏障，與現有技術相比，安裝極為方便，降噪隔聲量為10?15dB(A)，同時架構穩定，能夠通過震動發電，所發電量直接用于供給噪音監控系統的用電，節約能源，即使在外部斷電的情況下也能滿足對軌道交通噪音監控的要求。
【權利要求】
1.一種尖劈式聲屏障，其特征在于:包括位于軌道一側的多個鋼立柱，相鄰鋼立柱之間通過支撐橫梁相互連接固定；在所述鋼立柱之間設置有吸聲尖劈；在位于所述吸聲尖劈遠離軌道一側設置有噪音傳感器，該噪音傳感器與控制電路相連，控制電路與蓄電池相連。
2.如權利要求1所述的尖劈式聲屏障，其特征在于:所述控制電路包括信號采集模塊、單片機和移動無線網絡發射模塊；所述噪音傳感器的輸出端與信號采集模塊的輸入端相連，信號采集模塊的輸出端與單片機的輸入端相連，單片機的輸出端與移動無線網絡發射模塊的輸入端相連。
3.如權利要求2所述的尖劈式聲屏障，其特征在于:在所述吸聲尖劈的下端設置有施重壓板，位于施重壓板下方設置有壓力發電裝置，該壓力發電裝置包括壓電材料層、導線以及蓄電池；所述壓電材料層位于施重壓板下方與施重壓板接觸，能夠受到施重壓板的擠壓；壓電材料層通過導線依次與橋式整流器、穩壓器以及蓄電池相連。
4.如權利要求3所述的尖劈式聲屏障，其特征在于:所述施重壓板為多個，并且每個施重壓板上端面設置有豎直的導向柱，該導向柱外套有壓縮彈簧，同時所述吸聲尖劈的下端面開設有導向孔，所述導向柱伸入該導向孔內；所述壓縮彈簧一端頂在所述施重壓板的上端面上，另一端頂在所述吸聲尖劈的下端面上，分別給施重壓板與吸聲尖劈以二者相互分離趨勢的力。
5.如權利要求4所述的尖劈式聲屏障，其特征在于:所述吸聲尖劈上部中間位置設置有固定軸，該固定軸穿過所述支撐橫梁上的固定軸孔；所述固定軸與所述固定軸孔間隙配合，并且該間隙處設置有緩沖層；每相鄰的兩塊吸聲尖劈之間設置有一個“工”形滑軌，兩塊吸聲尖劈分別插入到“工”形滑軌的左、右兩端，并且與“工”形滑軌間隙配合，其配合面為光滑結構。
6.如權利要求5所述的尖劈式聲屏障，其特征在于:所述多個施重壓板對稱設置在所述吸聲尖劈下端面的靠近左、右兩端的位置。
7.如權利要求6所述的尖劈式聲屏障，其特征在于:在所述壓電材料層下方，設置有固定在鋼立柱上的支撐鋼板，用于支撐壓電材料層；在所述壓縮彈簧、施重壓板以及壓電材料層靠近軌道的一側，設置有第二吸聲屏體。
【文檔編號】H02N2/18GK103485289SQ201310441201
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】於文霞, 盧校良, 於文飛, 賈賀新, 吳宗, 袁永軍, 徐東 申請人:江蘇遠興環保集團有限公司