一种脉冲声音发生的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及声学技术领域，具体涉及利用器械人为模拟发声的方法，本发明特指一种利用高压储能的方式产生脉冲声音的方法。该方法可应用于建筑声学的厅堂音质的脉冲响应积分法的混响时间测量，可应用到医学领域对生物听觉的刺激和测量。
【背景技术】
[0002]混响时间是评价厅堂音质好坏，材料声学性能及噪声控制等领域的基本参数，是对声音明确概念，或主观感受良好相关的客观参数。获取这一参数的基本方法之一就是用脉冲响应积分法测量混响时间，脉冲声音信号源是此测量方法所必须配备的基本设备之
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[0003]脉冲声源在建筑声学的吸声、隔声及混响时间测量及生物医学领域里生物对神经及听觉影响等多个领域都具有重要作用。现有技术中，通常采用信号枪、气球、爆竹、电火花等常用简单的脉冲声音信号源。信号枪和爆竹使用中有危险，有不方便及污染的缺点。气球，电火花的使用不方便，声能量小。且这些都不能提供连续的脉冲声音。
【发明内容】
[0004]为解决现有脉冲声源发声方法简单，不连续，声音小，能量小，不安全等问题，本发明提供一种脉冲声音发生的方法。该方法利用高压储能，通过控制耐高压电磁开关导通高压电容，使电能在极化磁媒介上形成高压放电的方式产生脉冲声音，安全，声能大，最大声能可达到150dBo
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种脉冲声音发生的方法，其特征在于:是通过高压电能在极化磁媒介放电体上形成放电，使放电体周围的空气产生剧烈震动而发出声音，具体包括如下步骤:
[0006]1)低压电的储备:以12V直流电作为系统低压供电电源；
[0007]2)从低压电到高压电的逆变:通过一高压恒流逆变电路将12V低压电转变为5000V/10mA 高压电；
[0008]3)高压电能的储备:将所述高压恒流逆变电路与一高压储能电容导通，使5000V/10mA高压电存储到所述高压储能电容中；
[0009]4)高压电能的触发:通过一耐高压电磁开关，将所述高压储能电容与一极化磁媒介放电体导通，使所述高压储能电容中存储的高压电能释放到所述极化磁媒介放电体中；
[0010]5)脉冲声音的产生:在所述极化磁媒介放电体中形成高压导电回路，使极化磁体周围空气受震动而发声。
[0011]进一步讲，在所述步骤1)中，12V直流电直接来自于蓄电池供电，或者由市电转换而来。其中所述蓄电池选择6Ah/12V铅酸电池或锂电池之一，满足充放电次数100次。
[0012]在所述步骤2)中，通过所述高压恒流逆变电路将12V低压电转变为5000V/10mA高压电的具体方法为:所述高压恒流逆变电路包括一MST32F103单片机处理器，高频M0S开关管以及高频变压器、整流器；所述电路接通12V直流电源，所述处理器依据PWM算法逐步打开高频MOS开关管，开通高频变压器输出电压，全波整流后输出；处理器同步采集高频变压器全波整流后输出的电压信号及电流信号，通过PWM算法比较判断输出电压和电流的误差，然后调整响应的误差值，再度控制MOS开关管的打开，调整变压器输出值，直至达到系统设定的电压、电流值，最后得到5000V的高压和10mA的恒流电流。
[0013]进一步讲，所述高压储能电容采用CBB22155聚丙烯高压电容，容量是1.5微法拉，耐压2000伏，进行3串12并联，达到耐压6000伏，容量为12微法拉的大容量电容。
[0014]进一步讲，在步骤4)中所述的耐高压电磁开关，为电磁触点式开关，开关中的动、静触点间的间隙距离最小为10mm，动、静触点均采用镀银包覆，触点的直径最小为8mm，电磁线圈采用24W/12V的电磁线圈，电磁吸力达到500g。
[0015]通过耐高压电磁开关，将所述高压储能电容与极化磁媒介放电体导通的操作方法是:通过无线遥控或有线触动的方式操控耐高压电磁开关，使电磁线圈通电，进而使动、静触点接触，将高压储能电容与极化磁媒介放电体导通。
[0016]进一步讲，所述极化磁媒介放电体是采用两片经过10000伏电压极化20分钟后的极化磁片进行串接构成的电路，两片极化磁片放电距离为40mm，当接通5000伏高压时在周围发出150dB的脉冲声音。
[0017]本发明由于采取以上技术方案而具有的有益效果是:
[0018]1、本发明具有携带方便，安全，发声声能大的特点，最大性能达到150dB。
[0019]2、采用6安时铅酸电池供电，大电流恒流充电电路实现对蓄电池充电，方便电池维护及使用。
[0020]3、采用无线遥控及弱电开关控制高压电磁开关通断高压电能实现对极化电磁媒介的高压放电，实现稳定的操作方式。
[0021]4、采用特制高压电磁开关保证高压电能的有效通断及稳定工作。
[0022]5、采用恒流逆变电路实现低高电压转换。
[0023]6、采用高压储能电容CBB22容量1.5微法实现对高压电能的有效储能。
[0024]7、采用极化磁媒介作为放电媒介提高电声能量的转换，极大提高发生的声音能量。
[0025]8、利用该方法可以模拟产生各种频率的声音，应用于建筑声学的厅堂音质的脉冲响应积分法的混响时间测量。
[0026]9、利用该方法可以为医学领域实验仿爆炸对生物神经及听觉的损害等方面提供一种便携可靠的脉冲声发声体。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的结构原理框图；
[0028]图2为大电流恒流充电电路电气原理框图；
[0029]图3为大电流恒流充电电路中，处理器对于电流的调整过程图；
[0030]图4为高压恒流逆变电路电气原理框图；
[0031]图5为耐高压电磁开关的结构俯视图；
[0032]图6为耐高压电磁开关的结构主视图；
[0033]图7为极化磁媒介放电体绝缘体和导电体的结构图；
[0034]图8为极化磁媒介放电体拆掉绝缘体后的结构图；
[0035]图9为极化磁媒介放电体的结构组合成导电回路的图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。
[0037]如图1所示，本发明提供的这种脉冲声音发生的方法，其核心是通过高压储能电容在极化磁媒介上形成放电，使磁媒介周围空气产生剧烈震动，从而产生高能声音。具体包含以下几个过程:
[0038]1、低压电的储备
[0039]本发明提供低压储备电，以备到高压电的逆变。其低压供电措施包括220V市电供电和/或蓄电池供电，其中蓄电池为常备电源，尽管使用市电供电时也同样给蓄电池蓄电。本发明中低压电指蓄电池存储直流低压电，配置蓄电池供电，一方面是可以便携使用，便于研发手提式便携发生器，随身携带作业；另一方面也可以作为市电的备用，方便在无电网或市电断电的情况下工作；再一方面就是蓄电池的根本作用是提供低压直流电。因此采用的蓄电池供电方式需要满足充放电次数足够长，为100次，一般选用6Ah/12V铅酸电池供电或锂电池供电。
[0040]在使用220V交流电给蓄电池充电方面，本发明对电池充电部分改进了一般充电器充电电流过小，充电时间太长的缺陷，而是采用大电流恒流充电电路给蓄电池充电，方便电池的维护及使用。该大电流恒流充电电路采用MST32F103高性能单片机微处理器控制低电压大电流方式充电，该处理器自带12位AD转换模块，方便对充电回路的电压电流信号进行采集，再通过电压电流反馈信号，调整电流的输出值，直至满足预设值。其电气原理如图2所示，充电过程包括一次整流、滤波的过程、高频电压变压输出的过程、二次整流滤波的过程和电压电流信号反馈的过程，以及对电流调整再输出的过程，以此实现对蓄电池的恒流大电流充电方式。电路接通220V交流电，220V交流电率先进行一次整流、滤波，经过高频开关M0S管给高频变压器通电，高频变压器频率在300KHz，电流在高频变压器输出端经过二次滤波整流，获得14V和5V两路直流电压，14V这一路通过M0S管给蓄电池充电用(因为蓄电池标称值6Ah/12V)，5V这一路给处理器供电用。二次整流滤波后会有一反馈信号给高频变压器；处理器