[發明專利]一種聲波發射裝置及系統

有效

• 申請號: 201710807366.3
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN109470086B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 胡劍英;羅二倉;陳燕燕;張麗敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F41H13/00
• 分類號: F41H13/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種聲波發射裝置及系統，該裝置包括壓力波源和與其連接的熱聲發動機；壓力波源用于產生聲波，熱聲發動機用于增強聲波的聲壓。壓力波源和熱聲發動機通過連接管連接，熱聲發動機由依次連接的室溫換熱器、回熱器、加熱器和諧振管構成。聲波發射系統包括兩組陣列布置的聲波發射裝置，兩組聲波發射裝置協同作用發射次聲波。本發明提供的聲波發射裝置及系統，將熱聲發動機與壓力波源連接，對壓力波能量進行放大，將熱聲發動機加熱器的熱能轉化為機械能，使聲波的聲壓得到增強，相比于傳統聲波發射裝置直接利用壓力波源作為聲波武器，本發明利用了熱聲發動機的熱功轉換特性加強了聲波的聲壓，提高了聲波發射裝置的作用距離和威力。

技術領域

本發明涉及聲波發射技術領域，特別涉及一種聲波發射裝置及系統。

背景技術

聲音是由物理振動而產生的機械波，其頻率和強度的變化會使人體產生明顯的主觀感受或印象。聲學武器正是利用這種特點，通過定向發射聲波來達到驅散、拒止甚至殺傷敵方目標人員的目的。按照聲波頻率的不同，一般可將聲學武器分為次聲波發射裝置(＜20Hz)、強聲波發射裝置(20Hz～20kHz，人耳的聽覺音頻范圍)和超聲波發射裝置(＞20kHz)。其中，由于在空氣中具有較明顯的衰減現象，超聲波發射裝置的實用化進程受到諸多限制。目前的發展重點是強聲波發射裝置和次聲波發射裝置。

強聲波武器是一種非致命性武器，它通過高聲壓級強聲陣列產生高定向性和高強度的聲波束攻擊敵方人員，使之遭受聽覺刺激逃離目標區域或一段時間內喪失行動作戰能力，以達到為保護爭端領土、軍事基地、重要基礎設施而強行驅散或拒止來犯人員的目的。另外，強聲波發射裝置還可以實現遠距離話音傳輸，因此也是心理戰中警告、威懾、規勸人群的有效手段。目前，強聲波發射裝置技術成熟度較高，包括陸基、車載、艦載等多種產品形態，廣泛應用于警戒防衛、反恐防暴、處突維穩、海上維權緝私等多個領域。

次聲波武器的原理是利用次聲波與人體生理系統共振后產生的不良影響來打擊敵方人員，其特點是隱蔽性好(人耳無法察覺)、作用距離遠、穿透能力強。根據頻率的不同，次聲波發射裝置的攻擊機理也不同，可以分為“神經型”和“器官型”兩類。“神經型”次聲波發射裝置的頻率(8－12Hz)與人腦阿爾法節律很接近，因此其共振攻擊的人體部位是大腦，會導致目標人員的不安、惡心、頭暈甚至是神經錯亂、昏厥休克。“器官型”次聲波發射裝置則是通過發射與人體內臟器官固有頻率相近的共振次聲波(4～18Hz)，引起目標人員惡心嘔吐、呼吸異常、內臟損傷甚至是血管破裂、當場死亡。

當前用于反恐的聲波武器主要是利用壓電材料在通電時的變形特性來產生聲波，這種聲波發生方式產生的聲波強度受到材料的制約，聲壓不足，使聲波武器作用距離和威力也受到影響。

發明內容

本發明為解決現有技術聲壓不足的缺陷，提供一種聲波發射裝置及系統。

一方面，本發明提供一種聲波發射裝置，包括壓力波源和與其連接的熱聲發動機；所述壓力波源用于產生壓力波，所述壓力波以聲波的形式傳播，所述熱聲發動機用于將裝置中的熱能轉化為機械能，增加所述聲波的能量，從而增強其聲壓。

其中，所述壓力波源和熱聲發動機通過連接管連接。

其中，所述熱聲發動機由依次連接的室溫換熱器、回熱器、加熱器和諧振管構成。

其中，所述諧振管一端與所述加熱器連接，另一端連接喇叭口。

其中，所述壓力波源為壓電材料、活塞或揚聲器。

其中，所述連接管的長度小于聲波波長的1/8。

其中，所述連接管和喇叭口之間連接多個所述熱聲發動機。

另一方面，本發明還提供一種聲波發射系統，包括多個聲波發射裝置，多個聲波發射裝置并排布置形成陣列。

其中，所述多個聲波發射裝置分為兩組，兩組聲波發射裝置采用不同的工作頻率。