[發明專利]一種基于參考傳聲器的軸向交錯式旋轉聲模態測量裝置

在審

• 申請號: 202111381305.8
• 申請日: 2021-11-21
• 公開（公告）號: CN114112015A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 同航;喬渭陽;陳偉杰;連健欣;欒長春
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發明公開了一種基于參考傳聲器的軸向交錯式旋轉聲模態測量裝置，包括大齒輪、小齒輪、步進電機、旋轉機匣以及靜止機匣組成。在旋轉機匣上周向均分了4排、各30個M12直徑的螺紋孔用于加裝傳聲器探頭；旋轉機匣外側固定裝配有大齒輪，待測量管道上裝配有步進電機，步進電機的軸上安裝有小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合；步進電機驅動小齒輪帶動旋轉機匣旋轉，通過安裝在旋轉機匣上的傳聲器探頭實現對待測量管道聲場360度的測量。本發明提供的裝置可以極大地減短旋轉機匣軸向尺寸，減小了旋轉機匣的重量，有效地提高測量系統的魯棒性和適用范圍。

技術領域

本發明屬于聲學測量技術領域，具體涉及一種基于參考傳聲器的軸向交錯式旋轉聲模態測量裝置。

背景技術

眾所周知，對于航空發動機、壓縮機、通風機等葉輪機械而言，其內部核心部件產生的噪聲總有一部分會通過進口管道或出口管道傳播到外界環境，對周邊居民以及廠房工作人員的生活和工作造成了嚴重的影響。為了減小這類噪聲對人們生活和工作的影響，就需要采取一系列降噪措施，其中最典型的就是在進口管道以及出口管道安裝消音聲襯。消音聲襯具有很強的針對性，這就導致了：一方面，消音聲襯的設計和加工價格高昂；另一方面，消音聲襯需要得到準確的管道噪聲信息。因此，就需要準確通過實驗手段捕捉管道聲模態，提供給設計部門并指導消音聲襯的設計。

然而，在實際的管道聲模態測量實驗中又表現出諸多難點，包括：第一，管道聲模態表現出很強的三維特征，在實際的管道聲模態測量之中不僅需要對周向聲模態進行測量，有需要對徑向聲模態進行測量；第二，為了準確地測量出徑向聲模態，就需要采用大量數目的徑向耙，或者是軸向傳聲器陣列；第三，在實際的管道聲模態測量實驗中，徑向耙的引入會干擾管道內的流場，并散射出額外的聲模態；第四，軸向傳聲器陣列雖然不會干擾管道內的流場，但是伴隨著徑向模態的增加，軸向傳聲器數目也隨之增加，這樣會導致安裝軸向傳聲器的管道軸向尺寸極大地增長。由于實驗場地的限制，過長的尺寸是無法安裝到消聲室內的，同時，安裝軸向傳聲器的旋轉機匣會因其過長的尺寸而影響其同心度，易引起齒輪卡死、燒電機等不良現象。

針對大尺寸管道聲模態測試的需要，需要一種軸向尺寸較短的聲模態測量裝置。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種基于參考傳聲器的軸向交錯式旋轉聲模態測量裝置，包括大齒輪、小齒輪、步進電機、旋轉機匣以及靜止機匣組成。在旋轉機匣上周向均分了4排、各30個M12直徑的螺紋孔用于加裝傳聲器探頭；旋轉機匣外側固定裝配有大齒輪，待測量管道上裝配有步進電機，步進電機的軸上安裝有小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合；步進電機驅動小齒輪帶動旋轉機匣旋轉，通過安裝在旋轉機匣上的傳聲器探頭實現對待測量管道聲場360度的測量。本發明提供的裝置可以極大地減短旋轉機匣軸向尺寸，減小了旋轉機匣的重量，有效地提高測量系統的魯棒性和適用范圍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于參考傳聲器的軸向交錯式旋轉聲模態測量裝置，包括大齒輪、小齒輪、步進電機、旋轉機匣、靜止機匣、第一滾動軸承和第二滾動軸承；

所述旋轉機匣的一端與所述靜止機匣的一端連接，連接處嵌有第一滾動軸承，所述旋轉機匣與第一滾動軸承的外圈固定連接，所述靜止機匣與第一滾動軸承的內圈固定連接；所述旋轉機匣的另一端與待測量管道連接，連接處嵌有第二滾動軸承，所述旋轉機匣與第二滾動軸承的外圈固定連接，所述待測量管道與第二滾動軸承的內圈固定連接；所述靜止機匣的另一端與待測量管道固定連接；

所述旋轉機匣與待測量管道連接的一端外側固定裝配大齒輪；與旋轉機匣連接的待測量管道上裝配有步進電機；所述步進電機的軸上安裝有小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合；所述步進電機驅動小齒輪，小齒輪驅動大齒輪，帶動旋轉機匣旋轉，通過安裝在旋轉機匣上的傳聲器探頭實現對待測量管道聲場360度的測量。

優選地，所述旋轉機匣上設置多個螺紋孔，用于安裝傳聲器探頭。