1.本实用新型涉及听力保护技术领域，具体为一种具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置。


背景技术：

2.在嘈杂环境下，用户希望能够在通过面对面通信以及通过无线电或其他通信系统与他人通信的同时，有效地保护他人的听力。在嘈杂环境中，用户可能需要佩戴听力保护装置，以减弱来自外界、机械的噪音和其他类型的连续或间歇性噪音。
3.传统的处理噪音的方法，是通过切断噪声声音源，例如使用消音器等；还有阻断传播途径，像利用隔音处理，在装修房间时采用海绵纤维的墙体等。但是这些解决的方式，在一定的情况下来说，属于被动处理，而主动降噪技术是通过对噪音信息的收集，处理噪音信息，主动发出控制信号，推动扬声器与噪音叠加，从而达到降噪音的目的。主动降噪技术起始于上世纪九十年代，主要是为了降低轮船，军舰的噪音。随着技术不断地提高，主动降噪技术正在大规模的扩大市场。同时，由于传统的听力保护设备在佩戴时不仅隔绝了噪音，同时隔绝了外界一切的声音，包括人声，这就导致在高噪声的车间内员工在佩戴了听力保护设备后，进行工作上的交流就比较困难。
4.长时间暴露在高噪声环境下会影响人的听力健康，高噪声会导致听觉细胞的失能，造成噪声聋。所以当人处于高噪声环境时，需要带上听力保护装置保护听力。市面上有按入式耳塞，通过插入耳道中达到隔绝噪音，但这也会使我们听不到人声，造成交流沟通困难，同时长时间佩戴按入式耳塞对耳道会造成一定程度的伤害。而耳塞式听力保护设备，其外径大小和材质对耳朵佩戴影响很大，外径越大泄露越少，但是佩戴时间长，会引起耳朵疼痛。入耳式听力保护设备是把耳塞塞入耳道，使密封性更好，往往会伤害耳膜，因此不能长时间佩戴。同时，在炎炎夏日的户外或者在温度较高的工厂车间里，佩戴耳罩式听力保护设备，会感到闷热，很不舒服，体验感很差。为了应对此问题，市场上出现各种类型的听力保护耳机，但其功能基本上还是局限于简单的限制音频音量或能量，控制音频播放总时长等。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置，包括耳罩，所述耳罩上嵌设有参考麦克风，所述参考麦克风连接有控制电路，其设置于耳罩的内部，所述耳罩表面设有与控制电路相连接的消音频段按键、通信按键和电源开关，所述耳罩的内部设有与控制电路相连接的扬声器，所述扬声器连接有误差麦克风，所述耳罩的开口端盖设有衬垫，所述衬垫的内部设有半导体制冷电路，所述控制电路包含单片机，所述单片机连接有电源、主动降噪系统、温度传感器、驱动电路、温度采集电路、通信电路和功放电路，所述半导体制冷电路与驱动电路、温度采集电路相连接，所述通
信电路与功放电路相连接。
7.进一步优选，所述主动降噪系统包含音频adc，所述音频adc连接有高速数字信号处理器，所述高速数字信号处理器连接有多声道音频dac和enet接口，所述多声道音频dac与功放电路相连接，所述音频adc与误差麦克风相连接。
8.进一步优选，所述高速数字信号处理器连接有随机存储器。
9.进一步优选，所述功放电路为低噪声音频功放电路，所述功放电路与扬声器相连接。
10.进一步优选，所述误差麦克风为降噪麦克风陈列，所述误差麦克风靠近扬声器的喇叭口设置。
11.进一步优选，所述衬垫采用柔软皮料制成，所述耳罩上设有头带。
12.进一步优选，所述控制电路和半导体制冷电路均采用模块化结构设计。
13.有益效果：本实用新型的具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置，该听力保护装置通过单片机控制声波频段的选择，通过主动降噪系统技术消除选择的声音频段；耳罩式结构把整个耳朵罩起来，佩戴舒服，不会压迫耳膜，并且保证低音；融入半导体制冷电路，使得整个装置长时间佩戴起来不会闷热，体验感舒适，并且使用单片机控制整个电路进行状态切换，利于节能；采用高速数字信号处理器产生抗噪信号，整个装置组成闭环负反馈回路，抗噪效果更好；嵌入通信电路，在保护听力的同时，工人在车间也可以进行通信，解决在嘈杂环境下沟通困难的问题。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例所公开的具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置的结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例所公开的控制电路的结构框图；
16.图3为本实用新型实施例所公开的主动降噪系统的结构框图；
17.图4为本实用新型实施例所公开的具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置的单片机控制装置的流程图。
18.附图标记：1-耳罩，2-参考麦克风，3-消音频段按键，4-通信按键，5-控制电路，501-单片机，502-电源，503-主动降噪系统，5031-音频adc，5032-高速数字信号处理器，5033-多声道音频dac，5034-enet接口，5035-随机存储器 ，504-温度传感器，505-驱动电路，506-温度采集电路，507-通信电路，508-功放电路，6-电源开关，7-扬声器，8-误差麦克风，9-衬垫，10-半导体制冷电路，11-头带，12-耳朵。
具体实施方式
19.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
20.如图1-4所示，一种具有噪声频率抑制及温控的听力保护装置，包括耳罩1，耳罩1上嵌设有参考麦克风2，参考麦克风2连接有控制电路5，其设置于耳罩1的内部，耳罩1表面设有与控制电路5相连接的消音频段按键3、通信按键4和电源开关6，耳罩1的内部设有与控制电路5相连接的扬声器7，扬声器7连接有误差麦克风8，耳罩1的开口端盖设有衬垫9，衬垫
9的内部设有半导体制冷电路10，控制电路5包含单片机501，单片机501连接有电源502、主动降噪系统503、温度传感器504、驱动电路505、温度采集电路506、通信电路507和功放电路508，半导体制冷电路10与驱动电路505、温度采集电路506相连接，通信电路507与功放电路508相连接。
21.本技术中，采用半导体制冷技术对整个装置内进行降温，在炎炎夏日的户外或者在温度较高的工厂车间里佩戴耳罩式听力保护设备，会感到闷热，很不舒服，体验感很差，通过设计半导体制冷电路10使得整个装置内环境温度控制在30℃左右，即使在炎热的环境下佩戴也毫无负担。采用半导体制冷电路10的设计理念，它是利用“帕尔贴效应”的一种制冷方法。“帕尔贴效应”的物理原理如下：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中会处于不同的能级，因此当它从高能级向低能级运动时，会释放出多余热量。反之，则需要从外界吸收热量，从而实现降低环境温度，即表现为制冷。半导体电子制冷的效果主要取决于电荷载体运动所处的两类导体材料的能级差，即电势差。半导体材料具有极高的热电势，因此可以用来为听力保护装置降温。同时，使用单片机501控制整个电路在睡眠和休眠两个状态中不停切换。
22.本装置中，单片机501是控制器，温度传感器504是检测元件，半导体制冷电路10是被控对象，程序设计由系统初始化、温度采集、单片机控制以及温度比较构成。
23.如图1所示，打开电源开关6后，参考麦克风2直接采集外部的环境噪声，通过消音频段按键3选择需要消音的声波频段，控制电路5接收到信息后立马控制主动降噪系统503进行消音。同时，检测通信按键4是否按下，如果按下则控制通信电路507开始工作，如果没有按下则检测是否接受到信号，如果接收到信号则驱动功放电路508工作，放大声音并且经过扬声器7播放出来，如果没有接受到信号则功放电路508进行休眠，同时控制电路驱动半导体制冷电路10进行状态转换。误差麦克风8、控制电路5和扬声器7组成闭环负反馈回路，反馈控制中，误差麦克风8采集装置内部的残留噪声。
24.如图2所示，整个装置基于单片机501控制，温度传感器504采集到温度后反馈给单片机501，单片机501通过循环程序控制驱动电路505，驱动半导体制冷电路10改变状态，将信号传递给温度采集电路506采集温度，实时将温度反馈给单片机501，使得该装置内温度不会超过30℃，用户佩戴不会闷热，舒适度很高。本技术中，该听力保护装置通过单片机501控制声波频段的选择，同时也可以进行通信，达到在嘈杂的环境下也能清晰的沟通交流的目的，大大提高了车间工人的工作效率。
25.优选的，主动降噪系统503包含音频adc5031，音频adc5031连接有高速数字信号处理器5032，高速数字信号处理器5032连接有多声道音频dac5033和enet接口5034，多声道音频dac5033与功放电路508相连接，音频adc5031与误差麦克风8相连接；高速数字信号处理器5032连接有随机存储器5035。
26.如图3所示，通过参考麦克风2采集到外界的噪声后，并且通过消音频段按键3选择消音频段传递给音频adc5031，音频adc5031将噪音信号转化成数字序列，传递给高速数字信号处理器5032，经过数字化处理后分别传递给enet接口5034进行调试和多声道音频dac5033，由多声道音频dac5033传递给功放电路508，然后经扬声器7扩散出去，误差麦克风8又将耳罩1内部的残留噪声传递给音频adc5031，这样处理后的噪声与正在处理的噪声反相，由此抵消了噪声信号。
27.优选的，功放电路508为低噪声音频功放电路，为放大电路，放大微弱信号，降低该装置自身的噪声对信号的干扰，提高输出的信噪比；实现功放电路508与扬声器7相连接，用于声音信号的输出。
28.优选的，误差麦克风8为降噪麦克风陈列，误差麦克风8靠近扬声器7的喇叭口设置，用于采集装置内部的残留噪声，提高残留噪声的采集。
29.优选的，衬垫9采用柔软皮料制成，增加长时间佩戴的舒适度；耳罩1上设有头带11，用于该听力保护装置固定在用户头部，保证耳罩1套设在耳朵12上，耳罩1可把整个耳朵12罩起来，不会压迫耳膜，且能保证低音。
30.优选的，控制电路5和半导体制冷电路10均采用模块化结构设计，便于加工生产，该听力保护装置组装方便。
31.如图4所示，电源开关6开启时，系统首先初始化，采集温度传感器504温度ｔ℃，比较采集温度与26℃的大小，若小于26℃，整个半导体制冷电路10处于休眠状态，直至温度升高至26℃，半导体制冷电路10会被唤醒，开始进行降温，直至温度低于26℃，再次进入休眠状态，周而复始，直到电源开关6关闭，整个循环才会停止；并且，单片机504控制主动降噪系统503一直处于工作状态，同时系统检测是否在通信状态。如果在通信状态，驱动通信电路507进行发送信号；如果不在通信状态，则根据选择的消音频段消音后，检测是否接收到信号，如果有信号传进来，则唤醒功放电路508，进行工作放大声音并且播放声音；如果没有信号，功放电路508则进行休眠。
32.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型性的保护范围之内的实用新型内容。