氣動高強脈衝噪聲發生器的製作方法

2023-11-01 22:40:57

專利名稱：氣動高強脈衝噪聲發生器的製作方法
技術領域：
本發明屬於聲學測試技術領域，特別涉及一種噪音源裝置。
背景技術：
噪聲發生器是進行噪聲試驗的必備裝置。對脈衝噪聲源的主要要求是壓力應迅速上升到峰值，然後以較慢的速度衰減到環境壓力，其總的持續時間小於ls，其峰值聲壓級應達到160dB以上。電動聲源系統受其原理限制，產生的脈衝噪聲達不到很高的強度。機械碰撞式脈衝噪聲一般只能達到130-140dB，而且體積龐大。

發明內容
本發明的目的是提供一種結構比較簡單，輸出滿足要求的高強脈衝噪聲發生器。 本發明的技術方案是一種氣動高強脈衝噪聲發生器，它包括由高壓驅動段、低壓運行段和膜片所組成的激波管；所述高壓驅動段連接到高壓氣體；所述低壓運行段的一端與所述高壓驅動段相通，另一端為開口，所述低壓運行段的截面積小於所述高壓驅動段的截面積；所述膜片為金屬膜片，設置在所述高壓驅動段與所述低壓運行段之間。其工作原理為高壓氣體進入高壓驅動段，當壓力達到膜片爆破壓力時，膜片破碎，低壓運行段的氣體受到急劇壓縮，壓強和密度突然顯著增加，形成波陣面，產生的壓強擾動將以比聲速大得多的速度傳播；波陣面所到之處，氣流的各種參數都產生突變，形成激波陣面；激波陣面沿低壓運行段向開口端高速運動，到達開口端後氣體體積急劇膨脹，形成脈衝噪聲。激波管形成的脈衝噪聲的特性與激波管的結構有密切的關係。高壓段的壓力越大，脈衝噪聲的峰值聲壓級就越高；高壓段壓力維持時間越長，聲脈衝寬度就越大；口徑越大，頻率響應就越集中在低頻。本發明產生的脈衝噪聲峰值聲壓級一般可達到160dB以上，有效持續時間tB為20-50ms,滿足了實驗要求，能夠安全可靠運行，而且實驗數據的重複性良好，建立了較真實的可供人體和動物實驗的噪聲環境。


附圖I為本發明實施例1、2的結構示意圖；附圖2為本發明實施例I的結構示意圖；附圖3為本發明產生脈衝噪聲時域波形圖。
具體實施例方式實施例I :參見附圖1，一種氣動高強脈衝噪聲發生器，它包括由高壓驅動段8、低壓運行段10和膜片9所組成的激波管；
所述高壓驅動段8連接到高壓氣體；所述低壓運行段10的一端與所述高壓驅動段8相通，另一端為開口，所述低壓運行段10的截面積小於所述高壓驅動段8的截面積；所述膜片9為金屬膜片，設置在所述高壓驅動段8與所述低壓運行段10之間。實施例2 :參見附圖1，如實施例I所述的氣動高強脈衝噪聲發生器，其特徵是所述低壓運行段10 口徑為48mm ;所述膜片9採用O. 05mm或O. Imm或O. 2mm的鋁製膜片。實施例3 :參見附圖2，如權利要求I或2所述的氣動高強脈衝噪聲發生器，它還包括氣源I、減壓器2、截止閥3、儲氣罐4、電磁閥5、限流閥6、洩壓閥7、測量模塊12、控制模塊11、多個壓力傳感器A，B，C，D，E，F，G和主控計算機13 ；所述氣源I經過所述減壓器2、所述截止閥3與所述儲氣罐4相連；所述儲氣罐4通過所述電磁閥5、所述限流閥6連接所述高壓驅動段8 ;所述洩壓閥7設置在所述限流閥 6連接所述高壓驅動段8的管路上；所述多個壓力傳感器A，B, C，D，E，F，G分為兩組，一組設置在所述低壓運行段10的開口外側及開口處和所述低壓運行段10的中段，它們將所在點的聲壓值輸出到所述測量模塊12 ;另一組設置在所述膜片9的兩側和所述減壓器2、所述儲氣罐4上，它們將所在點的氣壓值輸出到所述控制模塊11 ;所述主控計算機13通過所述控制模塊11控制所述電磁閥5的工作狀態，從而控制所述氣動高強脈衝噪聲發生器；通過所述測量模塊12和所述控制模塊11獲得所述多個壓力傳感器A，B, C，D，E，F，G的測量數據，進行記錄、處理、顯示和輸出。本發明產生的脈衝噪聲的峰值聲壓級主要與激波管的壓力比有關，提高激波管的驅動段壓力是提高峰值聲壓級的主要方法。採用膜片9控制激波管驅動段壓力，分別採用
0.05mm、0. lmm、0. 2mm的鋁製膜片，測量位置在與激波管軸線夾角45度直線I米處；採用48mm 口徑的激波管測量的結果，具體測量數據見下表
膜片厚度/mm 控制壓力/MPa 峰值聲壓級/dB 0.0505158
O. I270165
0.2Ti172根據峰值聲壓級的模擬結果，利用48mm 口徑激波管，通過調整測量位置與激波管口的相對位置，得到比較接近的有效持續時間。採用O. 2mm厚度的鋁製膜片，控制壓力3. 8MPa，分別測量了 3個點，3個點的位置，分別在與激波管主軸夾角45度方向上O. 5m,
1.3m, 2. 4m ;高度與激波管高度相同，測量結果見下表
位置 /m O. 5 ~O~2 4
峰值聲壓級(Lpeak)/dB 173 167158
權利要求
1.一種氣動高強脈衝噪聲發生器，其特徵是它包括由高壓驅動段(8)、低壓運行段(10)和膜片(9)所組成的激波管； 所述高壓驅動段(8)連接到高壓氣體； 所述低壓運行段(10)的一端與所述高壓驅動段(8)相通，另一端為開口，所述低壓運行段(10)的截面積小於所述高壓驅動段(8)的截面積； 所述膜片(9)為金屬膜片，設置在所述高壓驅動段(8)與所述低壓運行段(10)之間。
2.如權利要求I所述的氣動高強脈衝噪聲發生器，其特徵是所述低壓運行段(10)口徑為48mm ;所述膜片(9)採用0. 05mm或0. Imm或0. 2mm的招制膜片。
3.如權利要求I或2所述的氣動高強脈衝噪聲發生器，它還包括氣源(I)、減壓器(2)、截止閥(3)、儲氣罐(4)、電磁閥(5)、限流閥(6)、洩壓閥(7)、測量模塊(12)、控制模塊(11)、多個壓力傳感器(A，B，C，D，E，F，G)和主控計算機(13)； 所述氣源(I)經過所述減壓器(2)、所述截止閥(3)與所述儲氣罐(4)相連；所述儲氣罐⑷通過所述電磁閥(5)、所述限流閥(6)連接所述高壓驅動段⑶；所述洩壓閥(7)設置在所述限流閥(6)連接所述高壓驅動段(8)的管路上； 所述多個壓力傳感器(A，B，C，D，E，F，G)分為兩組，一組設置在所述低壓運行段(10)的開口外側及開口處和所述低壓運行段(10)的中段，它們將所在點的聲壓值輸出到所述測量模塊(12);另一組設置在所述膜片(9)的兩側和所述減壓器(2)、所述儲氣罐(4)上，它們將所在點的氣壓值輸出到所述控制模塊(11); 所述主控計算機(13)通過所述控制模塊(11)控制所述電磁閥(5)的工作狀態，從而控制所述氣動高強脈衝噪聲發生器；通過所述測量模塊(12)和所述控制模塊(11)獲得所述多個壓力傳感器(A，B，C，D，E，F，G)的測量數據，進行記錄、處理、顯示和輸出。
全文摘要
本發明屬於聲學測試技術領域，特別涉及一種噪音源裝置。其技術方案是一種氣動高強脈衝噪聲發生器，它包括由高壓驅動段(8)、低壓運行段(10)和膜片(9)所組成的激波管；所述高壓驅動段(8)連接到高壓氣體；所述低壓運行段(10)的一端與所述高壓驅動段(8)相通，另一端為開口，所述低壓運行段(10)的截面積小於所述高壓驅動段(8)的截面積；所述膜片(9)為金屬膜片，設置在所述高壓驅動段(8)與所述低壓運行段(10)之間。本發明產生的脈衝噪聲峰值聲壓級一般可達到160dB以上，有效持續時間tB為20-50ms，滿足了實驗要求，能夠安全可靠運行，而且實驗數據的重複性良好，建立了較真實的可供人體和動物實驗的噪聲環境。
文檔編號G10K9/06GK102708850SQ20121013954
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者劉志剛, 劉鋼, 安平, 牛聰敏, 高慧 申請人:中國航天員科研訓練中心