[發明專利]一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器及其調節方法

在審

• 申請號: 202011473221.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112664744A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 趙丹;吳維維;趙鵬瑜;馬恒
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常孟

1.一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，包括主管道(1)以及與主管道(1)通過短管(2)連接的共振腔(3)，其特征在于：還包括與主管道(1)連接并用于采集噪聲信號的控制系統和設置在共振腔(3)內與控制系統信號連接的齒輪傳動系統(4)；所述共振腔(3)內設置有用于調節共振頻率的第一擴展延伸頸(103)和第二擴展延伸頸(102)，所述第一擴展延伸頸(103)和第二擴展延伸頸(102)對稱設置在共振腔(3)與主管道(1)連通的口部；所述第一擴展延伸頸(103)的一端固定在共振腔(3)的底部，另一端以一定角度向共振腔(3)的腔體內延伸；所述第二擴展延伸頸(102)的一端與齒輪傳動系統(4)固定，另一端以一定角度向共振腔(3)的腔體內延伸，第二擴展延伸頸(102)由齒輪傳動系統(4)帶動向所述第一擴展延伸頸(103)的方向轉動。

2.根據權利要求1所述的一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，其特征在于：所述齒輪傳動系統(4)包括太陽輪(101)、行星輪(104)以及太陽輪轉動軸桿(105)；所述的行星輪(104)通過移動卡槽(107)固定在共振腔(3)內的底部，所述第二擴展延伸頸(102)的一端與行星輪(104)固定連接；所述太陽輪(101)設置在行星輪(104)的一側并與行星輪(104)相嚙合；太陽輪(101)的中心設置有太陽輪轉動軸桿(105)，太陽輪轉動軸桿(105)的底部穿過共振腔(3)并與共振腔(3)固定連接。

3.根據權利要求2所述的一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，其特征在于：所述控制系統包括速度傳感器(5)、信號處理器(6)、伺服電機控制器(7)和伺服電機(8)；所述速度傳感器(5)嵌入主管道(1)的內壁上，速度傳感器(5)的信號輸出端與信號處理器(6)的信號輸入端連接；所述信號處理器(6)的信號輸出端與伺服電機控制器(7)的信號輸入端連接；所述伺服電機控制器(7)的信號輸出端與伺服電機(8)的信號輸入端連接，所述伺服電機(8)的信號輸出端與太陽輪轉動軸桿(105)連接。

4.根據權利要求1所述的一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，其特征在于：所述的第一擴展延伸頸(103)和第二擴展延伸頸(102)為半圓形的圓弧板，第二擴展延伸頸(102)的橫截面直徑大于第一擴展延伸頸(103)的橫截面直徑。

5.根據權利要求4所述的一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，其特征在于：所述第一擴展延伸頸(103)和第二擴展延伸頸(102)與共振腔(3)內底部的夾角為10～50°。

6.根據權利要求4所述的一種帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，其特征在于：所述第一擴展延伸頸(103)和第二擴展延伸頸(102)的頂部到共振腔(3)內底部的距離占共振腔高度的三分之一至五分之一。

7.一種權利要求1-3任一項所述的帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器的調節方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、速度傳感器(5)采集主管道(1)內噪音速度值，形成聲波信號，并將聲波信號發送給信號處理器(6)；

步驟二、信號處理器(6)將聲波信號轉化為頻域脈沖信號，并將頻域脈沖信號發送給伺服電機控制器(7)；

步驟三、伺服電機控制器(7)根據頻域脈沖信號控制伺服電機(8)正反轉，伺服電機(8)通過太陽輪轉動軸桿(105)帶動太陽輪(101)轉動，太陽輪(101)控制安裝有第二擴展延伸頸(102)的行星輪(104)轉動，通過調節第二擴展延伸頸(102)在共振腔(3)內的位置，調節共振頻率進行消聲。

8.根據權利要求7所述的帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器的調節方法，其特征在于：所述步驟一中，速度傳感器(5)以512Hz采樣頻率采集主管道中噪聲氣流速度值，形成聲波信號。

9.根據權利要求7所述的帶可調節擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器的調節方法，其特征在于：所述步驟三中，伺服電機控制器(7)根據頻域脈沖信號控制伺服電機(8)正反轉的具體方法為：若當前頻域脈沖信號的脈沖個數小于前次頻域脈沖信號的脈沖個數時，伺服電機控制器(7)根據頻域脈沖信號的變化控制伺服電機(8)反轉；若當前頻域脈沖信號的脈沖個數大于前次頻域脈沖信號的脈沖個數時，伺服電機控制器(7)根據頻域脈沖信號的變化控制伺服電機(8)正轉。