[發明專利]磁性液體演示儀及其控制方法

有效

• 申請號: 201710655895.6
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107316546B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 謝磊;廖昌榮;肖允恒;壽夢杰;王林飛;李佩
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 鐘繼蓮

1.一種磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.根據磁性液體演示儀的勵磁電流大小和磁性液體的最大起伏高度確定最大勵磁電流時長；

S2.對輸入音頻信號進行加窗分幀處理，將各分幀窗內的短時平均能量順序排列形成主旋律強度值序列；

S3.將所述主旋律強度值序列相對其最大強度值進行歸一化處理，再與所述最大勵磁電流時長相乘，得到與所述主旋律強度值序列一一映射的勵磁電流時長序列；

S4.根據所述勵磁電流時長序列實時控制演示儀的電磁線圈順序響應或隨機響應。

2.根據權利要求1所述的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于：步驟S2中，所述分幀窗的時長應大于或等于所述最大勵磁電流時長。

3.根據權利要求1所述的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于：步驟S4中，在所述電磁線圈響應的同時，利用燈光同步照射該線圈所對應的磁性液體。

4.根據權利要求1所述的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于：步驟S4中，在所述電磁線圈響應的同時，利用音響同步播放所述輸入音頻信號。

5.一種通過麥克風輸入音頻信號的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.根據磁性液體演示儀的勵磁電流大小和磁性液體的最大起伏高度確定最大勵磁電流時長；統計麥克風輸入音頻信號的平均最大聲音強度；

S2.對麥克風輸入的音頻信號進行加窗分幀處理，將各分幀窗內的短時平均能量順序排列形成聲音強度值序列；

S3.將所述聲音強度值序列相對所述平均最大聲音強度進行歸一化處理，再與所述最大勵磁電流時長相乘，建立與所述聲音強度值序列一一映射的勵磁電流時長序列；

S4.根據所述勵磁電流時長序列實時控制演示儀的電磁線圈順序響應或隨機響應；

S5.將所述麥克風輸入原始音頻信號進行緩存，并在所述加窗分幀處理完第一幀時開始對原始音頻信號的音響播放，保證音響輸出與磁性液體顯示效果同步；

S6.重復步驟S2-S5，直至所述麥克風關閉。

6.根據權利要求5所述的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于：步驟S3中，在進行所述歸一化處理時，若某一聲音強度值大于所述平均最大聲音強度，令其等于平均最大聲音強度。

7.一種通過通用接口輸入音頻信號的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.根據磁性液體演示儀的勵磁電流大小和磁性液體的最大起伏高度確定最大勵磁電流時長；

S2.對通用接口輸入的音頻信號進行加窗分幀處理，將各分幀窗內的短時平均能量順序排列形成聲音強度值序列；

S3.設定勵磁電流時長系數，并將該系數與聲音強度值序列的每個強度值相乘,建立與所述聲音強度值序列一一映射的勵磁電流時長序列；

S4.根據所述勵磁電流時長序列實時控制演示儀的電磁線圈順序響應或隨機響應；

S5.重復步驟S2-S4，直至通過所述通用接口音頻輸入中斷。

8.根據權利要求7所述的通過通用接口輸入音頻信號的磁性液體演示儀的控制方法，其特征在于：步驟S3中，若某強度值乘以所述時長系數后大于最大勵磁電流時長，令其等于最大勵磁電流時長。

9.一種磁性液體演示儀，其特征在于：包括用于容納磁性液體的透明容器、沿環形或直線分布的用于對磁性液體施加磁場的多個電磁線圈、用于對所述電磁線圈進行控制的音樂處理與勵磁電路控制單元以及用于對起伏時的磁性液體進行照射的照明單元；所述音樂處理與勵磁電路控制單元采用權利要求1-8任一項所述的控制方法對所述電磁線圈進行控制。

10.根據權利要求9所述的磁性液體演示儀，其特征在于：還包括導磁回路；所述導磁回路包括位于透明容器底部與所述電磁線圈一一對應的導磁凸臺、沿豎直方向穿過所述透明容器的中央導磁支柱、連接所述中央導磁支柱上端與電磁線圈上端的上導磁體以及連接所述中央導磁支柱下端與導磁凸臺下端的下導磁體。