[實用新型]一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置

有效

• 申請號: 201220063970.2
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN202488715U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 楊曉偉;閆磊;朱剛;劉鑫;孫鳳舉
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本實用新型涉及聲學計量技術領域，具體涉及一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置。

背景技術

傳聲器又稱“聲電換能器”，是聲學測試中關鍵的傳感器，是把空氣中聲信號轉換為電信號的變換裝置，其靈敏度具有相位特性，通常被稱為相位靈敏度。近年來隨著現代聲學測試技術不斷發展，出現了聲全息分析、聲測目標定位、聲測故障分析、聲振耦合分析等新技術，這些技術都需要使用傳聲器的相位靈敏度，主要應用于噪聲源定位分析、遠距離聲目標識別、發動機噪聲故障診斷、火箭發射現場測試等聲學測試工作，這些測試環境的聲壓級覆蓋了自80dB到165dB的動態范圍，而傳聲器在高聲壓級(140dB以上)環境下會出現非線性相位偏移特性，引入的傳聲器相位誤差是影響測量結果準確度的主要來源。

針對引入的傳聲器相位誤差，現有的校準技術采用壓力場耦合腔相對相位校準方法，可以在124dB聲壓級的環境下校準傳聲器相位靈敏度，校準結構原理如圖1所示。信號源3輸出一固定頻率(250Hz)簡正信號，在有源耦合腔2內產生這一頻率的壓力場聲壓信號，有源耦合腔2的空間尺寸要求小于波長的1/20，產生的聲壓級不超過124dB，有源耦合腔2兩端安裝被校傳聲器1和標準傳聲器4，使這兩個傳聲器感受到等幅值等相位聲壓信號，通過測量放大器7被變換為電信號，信號采集卡6將模擬電信號A/D轉換為數字信號傳輸給計算機5處理，計算機5通過互譜分析計算出兩路電信號的相位差，即可計算出這一頻率下被檢傳聲器相對標準傳聲器的相位差。但是，在高聲壓級(140dB以上)環境下，再采用這種方法對相位校準，會產生傳聲器相位靈敏度非線性相移的難題，無法實現傳聲器相位校準。

發明內容

本實用新型為解決傳聲器相位靈敏度在高聲壓級(140dB以上)環境下非線性相移的校準問題，提出一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置，其使用駐波聲場原理使聲源達到160dB的高聲壓，且失真度＜1％，借助等相位耦合腔可實現傳聲器相位靈敏度在高聲壓環境下的相移特性校準。

實現本實用新型目的的技術方案：一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置，其包括一個倒“U”形的等相位耦合腔，等相位耦合腔固定連接在中心帶有通孔的變截面反射端蓋上方；等相位耦合腔的內徑與變截面反射端蓋的通孔內徑相等，等相位耦合腔的外徑小于變截面反射端蓋的外徑；駐波管的頂端固定連接在變截面反射端蓋下方，駐波管的底端固定連接在底面反射端蓋上；駐波管的內徑大于變截面反射端蓋的通孔內徑，駐波管的外徑等于變截面反射端蓋的外徑；通過等相位耦合腔、變截面反射端蓋、駐波管、底面反射端蓋形成一個變截面密閉空間；

在駐波管內、底面反射端蓋上方設有揚聲器；揚聲器通過引出線連接功率放大器，功率放大器還連接信號源，信號源再連接計算機；其中，計算機控制信號源連接功率放大器驅動揚聲器發出簡正聲波信號；揚聲器發出的簡正聲波信號在上述變截面密閉空間內多次反射形成高聲壓駐波場；

在等相位耦合腔的兩側壁對稱位置處開通口，參考傳聲器和被校傳聲器分別安裝在通口處；參考傳聲器與被校傳聲器還分別通過引出線連接信號放大器，信號放大器再連接計算機；其中，參考傳聲器監測等相位耦合腔內的聲壓幅值，通過信號放大器將實時的聲壓幅值傳遞給計算機，再由計算機控制信號源、進而控制等相位耦合腔內的聲壓幅值；通過測量參考傳聲器與被校傳聲器在不同聲壓級下的相位差即可得到傳聲器高聲壓-相移特性。

如上所述的一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置，其所述的等相位耦合腔的外徑為變截面反射端蓋的外徑的1/2～1/3倍；所述的駐波管的內徑為變截面反射端蓋的通孔內徑的2～3倍。

如上所述的一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置，其所述的揚聲器發出的簡正聲波信號在變截面密閉空間內多次反射形成高聲壓駐波場，該駐波場內聲壓級可達94～160dB，聲波失真度＜1％。

本實用新型的效果在于：本實用新型所述的一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置，可實現等相位耦合腔內聲壓級的反饋控制，可發生上限160dB，下限94dB的聲壓信號，且失真度＜1％；可以解決高聲壓級(140dB以上)環境下傳聲器靈敏度非線性相移的校準問題。

附圖說明

圖1為采用壓力場耦合腔相對相位校準方法；

圖2為本實用新型所述的一種傳聲器高聲壓-相移特性的檢測裝置結構示意圖；