[發明專利]一種基于爆炸燃燒的強聲發生裝置及方法

有效

• 申請號: 201710349665.7
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107241668B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張文龍;李江紅
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04R1/20
• 分類號: H04R1/20;H04R3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種基于爆炸燃燒的強聲發生裝置，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(d)的控制作用下，周期性的進行爆炸燃燒，由爆炸產生強聲信號；

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

擴音裝置(c)，用于增強經過聲諧振腔(b)處理后脈沖強聲頻譜中10KHz以下的頻率分量；

控制系統(d)包括參數設置裝置(f)和爆炸燃燒控制裝置(e)；

所述參數設置裝置(f)，用于完成包括頻率、相位和占空比的用戶參數輸入；

所述爆炸燃燒控制裝置(e)，用于接收參數設置裝置(f)設定的參數，啟動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(d)和聲諧振腔(b)，通過控制系統(d)中爆炸燃燒控制裝置(e)接收參數設置裝置(f)設定參數，控制爆炸燃燒裝置(a)啟動或停止；并通過聲諧振腔(b)保留強聲頻譜中10KHz以下的頻率分量；經擴音裝置(c)增強聲諧振腔(b)所保留的強聲頻譜分量，從而實現低頻強聲發生；

所述爆炸燃燒裝置(a)，包括乙炔罐(a1)、進氣道(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)上設有進氣道(a2)，爆震室(a5)上連接有爆炸燃燒裝置尾噴管(a6)；混合腔室(a3)通過電磁閥連接乙炔罐。

2.根據權利要求1所述的基于爆炸燃燒的強聲發生裝置，其特征在于，所述爆炸燃燒控制裝置(e)包括強聲處理器(e3)，以及與強聲處理器(e3)相連的火花塞驅動模塊(e4)、電池監測模塊(e7)、電磁閥驅動模塊(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)為各個模塊提供電源。

3.根據權利要求1所述的基于爆炸燃燒的強聲發生裝置，其特征在于，所述參數設置裝置(f)包括參數設置處理器(f9)，以及與參數設置處理器(f9)相連的存儲模塊(f3)、觸摸屏驅動模塊(f4)、無線通訊模塊(f6)、工作指示模塊(f7)、電量監測模塊(f8)和電源系統(f2)，所述觸摸屏驅動模塊(f4)上設有觸摸屏(f5)，所述電源系統(f2)連接設置裝置電池(f1)為各個模塊提供電源。

4.根據權利要求1所述的基于爆炸燃燒的強聲發生裝置，其特征在于，所述聲諧振腔(b)長度為8-8.5mm，強聲發生裝置的總長度在60-70cm。

5.一種權利要求1-4任一項所述的基于爆炸燃燒的強聲發生裝置的強聲發生方法，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)進氣道(a2)上的進氣閥打開，并將連通乙炔罐的乙炔閥打開，燃料和空氣在混合腔室(a3)按照一定的當量比混合，混合氣體自混合腔室(a3)至充滿爆震室(a5)，進氣閥和乙炔閥關閉；

2)然后由控制系統(d)控制爆炸燃燒控制裝置(e)的火花塞驅動模塊(e4)驅動火花塞點火；

3)混合氣體以緩燃形式燃燒，通過調節爆炸燃燒系統的工作頻率來控制強聲大小，并在爆震室(a5)內形成穩定的C-J爆炸波和膨脹波，形成多個爆炸中心，產生強聲；

4)爆炸波傳至尾噴管(c)與周圍空氣形成強湍流，產生四極子強聲；排氣的同時，尾噴管(c)管口不斷產生膨脹波，向尾噴管(c)管內傳播；

5)在一段時間后，爆震管(a5)內和外界環境氣體參數達到平衡；

6)當爆震管(a5)內壓力低于燃料—空氣噴射壓力時，打開混合閥進行下次填充，進入下一次強聲循環；

7)從尾噴管出來的爆炸強聲進入聲諧振腔(b)，通過聲諧振腔(b)將爆炸燃燒強聲頻譜中的高頻部分濾除，保留其頻譜中10KHz以下的部分，經過聲諧振腔(b)處理后脈沖強聲頻譜中10KHz以下的頻率分量進入擴音裝置，擴音裝置對其低頻部分進行增強并輸出。