[發(fā)明專利]一種帶可調(diào)節(jié)擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器及其調(diào)節(jié)方法

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• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112664744A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙丹;吳維維;趙鵬瑜;馬恒
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常孟

本發(fā)明公開了一種帶可調(diào)節(jié)擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器及其調(diào)節(jié)方法，共鳴器包括主管道、共振腔、與主管道連接并用于采集噪聲信號的控制系統(tǒng)和設(shè)置在共振腔內(nèi)與控制系統(tǒng)信號連接的齒輪傳動系統(tǒng)；共振腔內(nèi)設(shè)置有用于調(diào)節(jié)共振頻率的第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸，第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸對稱設(shè)置在共振腔與主管道連通的口部。調(diào)節(jié)方法為通過主動控制系統(tǒng)輸入端嵌入到主管道進氣端中，以及輸出端與齒輪傳動系統(tǒng)連接，基于采集的氣體速度調(diào)節(jié)擴展延伸頸的轉(zhuǎn)動。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)第二擴展延伸頸的轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)擴展延伸頸的結(jié)構(gòu)，不僅可以提高傳遞損失值，也能增加共振峰的數(shù)量，還能拓寬消聲頻帶，達到很好的消聲效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗性消聲器，具體為一種帶可調(diào)節(jié)擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器及其調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)

赫姆霍茲共鳴器結(jié)構(gòu)簡單，作為一種消聲裝置被廣泛應(yīng)用于燃燒相關(guān)的發(fā)動機排氣噪聲控制當(dāng)中。作為一種管道旁支消聲器，赫姆霍茲共鳴器被用來增加聲學(xué)噪聲傳遞損失。傳統(tǒng)的赫姆霍茲共鳴器通常只有一個共振峰，從而容易導(dǎo)致消聲性能容易受到環(huán)境因素制約而導(dǎo)致大幅降低，且由于單個共振峰帶來的且消聲頻帶較窄的問題，使得在一些應(yīng)用場合不能與噪聲頻率相匹配，導(dǎo)致實際應(yīng)用時有一定限制，因此需要對傳統(tǒng)赫姆霍茲共鳴器進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種具有多個共振峰且消聲頻帶較寬的赫姆霍茲共鳴器；本發(fā)明的第二目的在于提供上述赫姆霍茲共鳴器的調(diào)節(jié)方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種帶可調(diào)節(jié)擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器，包括主管道以及與主管道通過短管連接的共振腔，還包括與主管道連接并用于采集噪聲信號的控制系統(tǒng)和設(shè)置在共振腔內(nèi)與控制系統(tǒng)信號連接的齒輪傳動系統(tǒng)；所述共振腔內(nèi)設(shè)置有用于調(diào)節(jié)共振頻率的第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸，所述第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸對稱設(shè)置在共振腔與主管道連通的口部；所述第一擴展延伸頸的一端固定在共振腔的底部，另一端以一定角度向共振腔的腔體內(nèi)延伸；所述第二擴展延伸頸的一端與齒輪傳動系統(tǒng)固定，另一端以一定角度向共振腔的腔體內(nèi)延伸，第二擴展延伸頸由齒輪傳動系統(tǒng)帶動向所述第一擴展延伸頸的方向轉(zhuǎn)動。

上述的齒輪傳動系統(tǒng)包括太陽輪、行星輪以及太陽輪轉(zhuǎn)動軸桿；所述的行星輪通過移動卡槽固定在共振腔內(nèi)的底部，所述第二擴展延伸頸的一端與行星輪固定連接；所述太陽輪設(shè)置在行星輪的一側(cè)并與行星輪相嚙合；太陽輪的中心設(shè)置有太陽輪轉(zhuǎn)動軸桿，太陽輪轉(zhuǎn)動軸桿的底部穿過共振腔并與共振腔固定連接。

上述的控制系統(tǒng)包括速度傳感器、信號處理器、伺服電機控制器和伺服電機；所述速度傳感器嵌入主管道的內(nèi)壁上，速度傳感器的信號輸出端與信號處理器的信號輸入端連接；所述信號處理器的信號輸出端與伺服電機控制器的信號輸入端連接；所述伺服電機控制器的信號輸出端與伺服電機的信號輸入端連接，所述伺服電機的信號輸出端與太陽輪轉(zhuǎn)動軸桿連接。

上述的第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸為半圓形的圓弧板，第二擴展延伸頸的橫截面直徑大于第一擴展延伸頸的橫截面直徑。可以保證第二擴展延伸頸旋轉(zhuǎn)至第一擴展延伸頸一側(cè)時與第一擴展延伸頸不發(fā)生干涉，保證第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸在共振腔內(nèi)位于同一側(cè)。

進一步的，所述第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸與共振腔內(nèi)底部的夾角為10～50°，優(yōu)選為45°；所述第一擴展延伸頸和第二擴展延伸頸的頂部到共振腔內(nèi)底部的距離占共振腔高度的三分之一至五分之一，優(yōu)選為四分之一。

本發(fā)明還保護一種帶可調(diào)節(jié)擴展延伸頸的赫姆霍茲共鳴器的調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

步驟一、速度傳感器采集主管道內(nèi)噪音速度值，形成聲波信號，并將聲波信號發(fā)送給信號處理器；

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