[發(fā)明專利]一種基于爆炸燃燒的強(qiáng)聲發(fā)生裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710349665.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107241668B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文龍;李江紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04R1/20
• 分類號(hào): H04R1/20;H04R3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于爆炸燃燒的強(qiáng)聲發(fā)生裝置，其特征在于，裝置至少包括：

爆炸燃燒裝置(a)，用于在控制系統(tǒng)(d)的控制作用下，周期性的進(jìn)行爆炸燃燒，由爆炸產(chǎn)生強(qiáng)聲信號(hào)；

聲諧振腔(b)，用于濾除爆炸燃燒裝置(a)所產(chǎn)生強(qiáng)聲中的高頻分量，保留強(qiáng)聲頻譜中10KHz以下的頻率分量；

擴(kuò)音裝置(c)，用于增強(qiáng)經(jīng)過(guò)聲諧振腔(b)處理后脈沖強(qiáng)聲頻譜中10KHz以下的頻率分量；

控制系統(tǒng)(d)包括參數(shù)設(shè)置裝置(f)和爆炸燃燒控制裝置(e)；

所述參數(shù)設(shè)置裝置(f)，用于完成包括頻率、相位和占空比的用戶參數(shù)輸入；

所述爆炸燃燒控制裝置(e)，用于接收參數(shù)設(shè)置裝置(f)設(shè)定的參數(shù)，啟動(dòng)或停止爆炸燃燒裝置(a)的工作；

所述爆炸燃燒裝置(a)分別連接控制系統(tǒng)(d)和聲諧振腔(b)，通過(guò)控制系統(tǒng)(d)中爆炸燃燒控制裝置(e)接收參數(shù)設(shè)置裝置(f)設(shè)定參數(shù)，控制爆炸燃燒裝置(a)啟動(dòng)或停止；并通過(guò)聲諧振腔(b)保留強(qiáng)聲頻譜中10KHz以下的頻率分量；經(jīng)擴(kuò)音裝置(c)增強(qiáng)聲諧振腔(b)所保留的強(qiáng)聲頻譜分量，從而實(shí)現(xiàn)低頻強(qiáng)聲發(fā)生；

所述爆炸燃燒裝置(a)，包括乙炔罐(a1)、進(jìn)氣道(a2)、混合腔室(a3)、起爆器(a4)、爆震室(a5)和尾噴管(a6)；混合腔室(a3)、起爆器(a4)和爆震室(a5)依次連接，混合腔室(a3)上設(shè)有進(jìn)氣道(a2)，爆震室(a5)上連接有爆炸燃燒裝置尾噴管(a6)；混合腔室(a3)通過(guò)電磁閥連接乙炔罐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于爆炸燃燒的強(qiáng)聲發(fā)生裝置，其特征在于，所述爆炸燃燒控制裝置(e)包括強(qiáng)聲處理器(e3)，以及與強(qiáng)聲處理器(e3)相連的火花塞驅(qū)動(dòng)模塊(e4)、電池監(jiān)測(cè)模塊(e7)、電磁閥驅(qū)動(dòng)模塊(e5)、通訊模塊(e6)和供電模塊(e2)，所述供電模塊(e2)連接控制裝置電池(e1)為各個(gè)模塊提供電源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于爆炸燃燒的強(qiáng)聲發(fā)生裝置，其特征在于，所述參數(shù)設(shè)置裝置(f)包括參數(shù)設(shè)置處理器(f9)，以及與參數(shù)設(shè)置處理器(f9)相連的存儲(chǔ)模塊(f3)、觸摸屏驅(qū)動(dòng)模塊(f4)、無(wú)線通訊模塊(f6)、工作指示模塊(f7)、電量監(jiān)測(cè)模塊(f8)和電源系統(tǒng)(f2)，所述觸摸屏驅(qū)動(dòng)模塊(f4)上設(shè)有觸摸屏(f5)，所述電源系統(tǒng)(f2)連接設(shè)置裝置電池(f1)為各個(gè)模塊提供電源。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于爆炸燃燒的強(qiáng)聲發(fā)生裝置，其特征在于，所述聲諧振腔(b)長(zhǎng)度為8-8.5mm，強(qiáng)聲發(fā)生裝置的總長(zhǎng)度在60-70cm。

5.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基于爆炸燃燒的強(qiáng)聲發(fā)生裝置的強(qiáng)聲發(fā)生方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)由爆炸燃燒控制裝置(e)控制爆炸燃燒裝置(a)的混合腔室(a3)進(jìn)氣道(a2)上的進(jìn)氣閥打開(kāi)，并將連通乙炔罐的乙炔閥打開(kāi)，燃料和空氣在混合腔室(a3)按照一定的當(dāng)量比混合，混合氣體自混合腔室(a3)至充滿爆震室(a5)，進(jìn)氣閥和乙炔閥關(guān)閉；

2)然后由控制系統(tǒng)(d)控制爆炸燃燒控制裝置(e)的火花塞驅(qū)動(dòng)模塊(e4)驅(qū)動(dòng)火花塞點(diǎn)火；

3)混合氣體以緩燃形式燃燒，通過(guò)調(diào)節(jié)爆炸燃燒系統(tǒng)的工作頻率來(lái)控制強(qiáng)聲大小，并在爆震室(a5)內(nèi)形成穩(wěn)定的C-J爆炸波和膨脹波，形成多個(gè)爆炸中心，產(chǎn)生強(qiáng)聲；

4)爆炸波傳至尾噴管(c)與周圍空氣形成強(qiáng)湍流，產(chǎn)生四極子強(qiáng)聲；排氣的同時(shí)，尾噴管(c)管口不斷產(chǎn)生膨脹波，向尾噴管(c)管內(nèi)傳播；

5)在一段時(shí)間后，爆震管(a5)內(nèi)和外界環(huán)境氣體參數(shù)達(dá)到平衡；

6)當(dāng)爆震管(a5)內(nèi)壓力低于燃料—空氣噴射壓力時(shí)，打開(kāi)混合閥進(jìn)行下次填充，進(jìn)入下一次強(qiáng)聲循環(huán)；

7)從尾噴管出來(lái)的爆炸強(qiáng)聲進(jìn)入聲諧振腔(b)，通過(guò)聲諧振腔(b)將爆炸燃燒強(qiáng)聲頻譜中的高頻部分濾除，保留其頻譜中10KHz以下的部分，經(jīng)過(guò)聲諧振腔(b)處理后脈沖強(qiáng)聲頻譜中10KHz以下的頻率分量進(jìn)入擴(kuò)音裝置，擴(kuò)音裝置對(duì)其低頻部分進(jìn)行增強(qiáng)并輸出。