宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔制造技术

本实用新型专利技术涉及声学计量技术领域，具体公开了一种宽频带低失真等幅值等相位校准驻波管耦合腔。该驻波管耦合腔中的驻波管下端安装有扬声器，并通过后端盖密封固定；中心开有通孔的变截面反射端与驻波管的上端密封固定，圆柱体结构的耦合腔密封固定在变截面反射端上端中心，且耦合腔一端中心开有直径与变截面反射端中心圆形通孔直径相同的圆柱槽；标准传声器与被校传声器对称安装在耦合腔内。耦合腔采用变截面的设计，在耦合腔内可起到稳定大振幅声波、降低波形失真度的效果；同时，该驻波管耦合腔可实现高动态范围、宽频率范围、低失真度的传声器灵敏度幅值和相位的校准，动态范围94dB～160dB，频率范围500Hz～800Hz，波形失真度＜1％，幅值一致性偏差＜0.3％，相位偏差＜0.1°。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于声学计量
，具体涉及ー种宽频带低失真等幅值等相位校准驻波管耦合腔。
技术介绍
按照《JJG175-1998测试电容传声器》检定规程規定，传声器的检定方法使用活塞发生器作为声源，在耦合腔内形成均匀压カ场进行校准。活塞发生器及耦合腔的主要结构形式为使用直流电机带动偏心轮或曲柄驱动活塞的结构形式，活塞的周期运动使耦合腔内产生单ー频率的动态压カ场，耦合腔的空间尺寸要求小于波长的1/20。这种结构的活塞发生器频率单一，主要有250Hz和1000Hz两种， 声压级输出范围有限，常见的有94dB、114dB、124dB三档，失真度达到I %，且无法实现传声器灵敏度的相位校准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔，解决目前传声器灵敏度相对相位校准声压级低频率范围有限的问题，实现高动态范围，宽频率范围，低失真度的传声器灵敏度幅值和相位的校准。本专利技术的技术方案如下一种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔，该驻波管耦合腔包括耦合腔、变截面反射端、驻波管以及后端盖，其中，中空圆管结构的驻波管下端安装有扬声器，并通过后端盖密封固定；中心开有圆形通孔的圆柱盖状结构的变截面反射端与驻波管的上端密封固定连接，圆柱体结构的耦合腔密封固定在变截面反射端上端中心，且耦合腔与变截面反射端相接触的一端中心开有直径与变截面反射端中心圆形通孔直径相同的圆柱槽；标准传声器与被校传声器对称安装在耦合腔内。所述的驻波管中空圆管内径dl为90mm 120mm。所述的变截面反射端中心圆孔直径d2为20mm 30mm。所述的变截面反射端的厚度d3为30mm 40mm。所述的稱合腔中心圆柱槽的深度d4为25mm 50mm。所述的扬声器安装在驻波管的中心，使扬声器的有效声面积集中在中心位置。本专利技术的显著效果在于本专利技术所述的ー种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔中，耦合腔安装在驻波管的一端，采用变截面的设计，在耦合腔内可起到稳定大振幅声波、降低波形失真度的效果，使耦合腔内标准传声器和被校传声器感受到的声压幅值与相位一致；同时，该驻波管耦合腔可实现高动态范围、宽频率范围、低失真度的传声器灵敏度幅值和相位的校准，动态范围94dB 160dB，频率范围500Hz 800Hz，波形失真度< 1%，幅值一致性偏差< O. 3%，相位偏差< O. 1°。附图说明图I为本专利技术所述的ー种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔结构示意图；图2为图I局部放大图；图中1、耦合腔；2、变截面反射端；3、驻波管；4、扬声器；5、后端盖；6、标准传声器；7、被校传声器。 具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术作进ー步详细说明。实施例I如图I、图2所示，一种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔包括耦合腔I、变截面反射端2、驻波管3以及后端盖5，其中，内径dl = 90mm的中空圆管结构的驻波管3下端安装有扬声器4，并通过后端盖5密封固定；中心开有圆形通孔的圆柱盖状结构的变截面反射端2与驻波管3的上端密封固定连接，其中，变截面反射端2厚度d3 = 30mm，变截面反射端2中心圆孔直径d2 = 20mm ;稱合腔I为一端中心开有圆柱槽的圆柱体结构，且耦合腔I中心圆柱槽的深度d4 = 25mm，耦合腔I中心圆柱槽直径与变截面反射端2中心圆孔直径d2相同，耦合腔I密封固定在变截面反射端2上端中心，使耦合腔I、变截面反射端2、驻波管3以及后端盖5形成密闭的空腔；标准传声器6与被校传声器7对称安装在I禹合腔I内，使贯穿耦合腔I的标准传声器6与被校传声器7的连接线与耦合腔I的轴线垂直。实施例2如图I、图2所示，一种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔包括耦合腔I、变截面反射端2、驻波管3以及后端盖5，其中，内径dl = IOOmm的中空圆管结构的驻波管3下端安装有扬声器4，并通过后端盖5密封固定；中心开有圆形通孔的圆柱盖状结构的变截面反射端2与驻波管3的上端密封固定连接，其中，变截面反射端2厚度d3 = 35mm,变截面反射端2中心圆孔直径d2 = 25mm ;稱合腔I为一端中心开有圆柱槽的圆柱体结构，且耦合腔I中心圆柱槽的深度d4 = 35mm，耦合腔I中心圆柱槽直径与变截面反射端2中心圆孔直径d2相同，耦合腔I密封固定在变截面反射端2上端中心，使耦合腔I、变截面反射端2、驻波管3以及后端盖5形成密闭的空腔；标准传声器6与被校传声器7对称安装在耦合腔I内，使贯穿耦合腔I的标准传声器6与被校传声器7的连接线与耦合腔I的轴线垂直。实施例3如图I、图2所示，一种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔包括耦合腔I、变截面反射端2、驻波管3以及后端盖5，其中，内径dl = 120mm的中空圆管结构的驻波管3下端安装有扬声器4，并通过后端盖5密封固定；中心开有圆形通孔的圆柱盖状结构的变截面反射端2与驻波管3的上端密封固定连接，其中，变截面反射端2厚度d3 = 40mm,变截面反射端2中心圆孔直径d2 = 30mm ;稱合腔I为一端中心开有圆柱槽的圆柱体结构，且耦合腔I中心圆柱槽的深度d4 = 50mm，耦合腔I中心圆柱槽直径与变截面反射端2中心圆孔直径d2相同，耦合腔I密封固定在变截面反射端2上端中心，使耦合腔I、变截面反射端2、驻波管3以及后端盖5形成密闭的空腔；标准传声器6与被校传声器7对称安装在耦合腔I内，使贯穿耦合腔I的标准传声器6与被校传声器7的连接线与耦合腔I的轴线垂直。本专利技术所述的ー种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔中，耦合腔I的内径dl与变截面反射端2中心圆孔直径d2决定平面波驻波场的截止频率，变截面反射端2厚度d3和耦合腔I中心圆柱槽的深度d4决定波形失真度与使用频率范围。按照声波导管理论，声波在管中传播，变截面驻波管可产生大振幅驻波并抑制谐波失真度，经过多次反射达到稳态，标准传声器6与被校传声器7在壁面所感受到的声波为纯净简正波，且幅值与相位相等；驻波管3选取合适的管长，使声波传递函数的波峰和波谷出现在合适的位置，就可以在高声压级的条件下，获得低失真的波形。由驻波管3及其耦合腔I组成的两级变截面圆管具有增加动态范围、降低失真度的作用，即高阶共振频率不是ー阶共振频率的整数倍。两级突变截面驻波管的失谐性质能够很好地抑制ー阶共振频率激励下的大振幅非线性驻波畸变产生的高次谐波，从而获得高动态范围纯净驻波场；同时，采用变截面的设计，在耦合腔I的腔内可起到稳定流场的效 果，使稱合腔内标准传声器6与被校传声器7感受到的声压幅值与相位均相同。扬声器4的有效声面积集中在中心位置，越靠近边缘声辐射越小，失真度越大，选择合适的耦合腔直径，可提高有效声辐射的通过率，滤掉部分失真度影响。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔，其特征在于该驻波管耦合腔包括耦合腔(I)、变截面反射端(2)、驻波管(3)以及后端盖(5)，其中，中空圆管结构的驻波管(3)下端安装有扬声器(4)，并通过后端盖(5)密封固定；中心开有圆形通孔的圆柱盖状结构的变截面反射端(2)与驻波管(3)的上端密封固定连接，圆柱体结构的耦合腔(I)密封固定在变截面反射端(2)上端中心，且耦合腔(I)与变截面反射端(2)相接触的一端中心开有直径与变截面反射端(2)中心圆形通孔直径相同的圆柱槽；标准传声器(6)与被校传声器(7)对称安装在耦合腔(I)内。2.根据权利要求I所述的ー种宽频带低失真等幅值等相位校准用驻波管耦合腔，其特征在于所述的驻波管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫磊，杨晓伟，朱刚，刘鑫，孙凤举，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：