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科普:高铁噪声是这样“消失”的

时间:2019-05-21 09:25:28 来源:科技日报 作者:陈 瑜
  高铁如今已是人们常用的出行工具。
 
  5月18日,在中科院海洋信息技术创新研究院暨声学研究所举办的第15届公众科学日活动上,讲解人员讲授《如何让高铁上的振动噪声“消失”》时,现场一下子安静下来。
 
  讲解是从一段趣味小视频开始的。高铁上振动噪声很大,但神奇的降噪头靠降低了高铁上部件振动的噪声。
 
  孙悟空画了一个保护圈,可以使师父唐僧不受妖怪骚扰。讲解员将降噪头靠比作孙悟空,也可以形成一个保护区,学名叫降噪区域。当“师父们”在降噪区时,可以不受噪声干扰,也就是说,听到的噪声会明显减小。
 
  降噪头靠是如何形成降噪区的呢?讲解员解释,降噪头靠借助了扬声器,也就是喇叭。在座椅周围放置多个扬声器,发出特定的声波,可抵消噪声。通俗地说,降噪头靠是以毒攻毒,以声消声。
 
  声波为什么会消除声波呢?讲解人员解释,这是因为声波会发生相消干涉的现象,但只有两列频率相同、相位相反的声波叠加,声能量才会减小。
 
  孙悟空碰到打不过的妖怪,就请菩萨帮忙。降噪头靠不用请帮手,它的核心控制器懂知识、会自适应算法,可以针对不同噪声,设计发出不同声波,更好地降噪。
 
  在一段实验视频中,降噪前高铁上噪声实测的分贝仪显示为73分贝,开启降噪后是63分贝。
 
  “可不要小瞧这10分贝。”讲解员解释,降噪10分贝,相当于声能量从100降到10,表现已经非常优秀了。有了降噪头靠,大家坐高铁出行,可以不受噪声干扰。
 
  作为公众科学日的特色活动,真人表演科普舞台剧《沙粒舞曲》、科普讲解《如何让高铁上的振动噪声“消失”》《轨道医生出诊记》等,以艺术化的形式展示科学魅力,多种多样的科普表演尤其激发了青少年对科学的兴趣。
 
  《轨道医生出诊记》的讲解是从托马斯小火车动画片开始的。如果轨道缺陷藏在里面,通过望、听没找出来,怎么办?超声检测可以给钢轨做一个B超。
 
  “大家看,正常情况下仪器上会显示两个波,当探头挪动,遇到缺陷,信号会被反弹回来,多一个波,也就是说这个地方有问题。”讲解者提示,轨道医生还有小伙伴,包括专门给高铁看病的“黄医生”。“黄医生是全身酷炫金黄色的和谐号列车,全称是高速综合检测车,能够同时检测二十几个项目,包括轨道的平稳程度、信号系统、电力系统、通信系统等。”
 
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编辑: 刘海霞

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