专利名称：动物实验用次声或低频声密封舱系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及次声或低频声发生装置，尤其是诱发实验动物出现应激反应的次声或低频声密封舱系统。
背景技术：
低频声是指频率低于100Hz的声波，其包括了指频率在10-4～20Hz范围的次声。低频声包括次声广泛存在于自然界，随着人类生产活动的发展和科学技术的进步，低频声越来越常见于生产环境和生活环境，有些国家已经制订了关于次声的卫生标准，以降低次声对环境的污染及对人体的影响，国际标准化组织也于1995年公布了ISO7196《声学--次声测定的频率加权特性》国际标准，对各国制订工业次声卫生标准有重要指导意义。
授权公告号为CN2375389Y的中国专利申请中公开了一种用于研究次声对人体的影响的次声密封舱系统，其由一个经封闭处理的谐振腔和腔壁上的调节管及腔壁夹层间的吸声材料构成的次声压力腔室、电声驱动部分和测控部分组成，振动发生器装在谐振腔壁上，依次与超低频功率放大器和信号源及微机连接，谐振腔内装有一个次声传声器，其与带次声滤波密封舱系统的声级计联接，声级计与微机连接。在该申请中，电声驱动部分的次声扬声器单边放置于谐振腔壁上。该次声密封舱系统的频率范围为2-20Hz，声压级为60-140dB，其主要用于研究次声对人体的影响。但是，次声对人体存在着潜在危害，其作用机理目前仍不完全清楚，为了研究次声对人体的效应，需要从动物实验开始，特别是小白鼠等小型动物的实验。此外，目前关于除了次声以外的低频声的研究相对较少，而随着工业、交通运输业的发展，低频声不断增加。因此，急需有一种专用于动物实验的低频声或次声发生装置，从而为研究低频声对人体的影响提供依据。
实用新型内容出于上述目的，为了定量研究不同频率、强度和暴露时间的次声或低频声对生物的影响及其机制，本实用新型的设计人研制出了动物实验用次声或低频声密封舱系统，它可对不同环境的次声或低频声进行模拟，并且使所模拟的次声低频声环境具有可控制性和可重复性。
本实用新型的目的在于提供一种频率和强度均可调的次声或低频声密封舱系统，以满足在实验室内研究次声或低频声的特性以及它们对动物体影响的需要。
本实用新型是利用电激励原理产生次声或低频声，它由一个经厚钢板封闭处理的谐振腔构成的次声或低频声压力腔室、电声驱动部分和测控部分组成；次声或低频声压力腔室主要由谐振腔构成；振动密封舱系统(两个低音扬声器)对称安装在谐振腔壁上，依次与超低频功率放大器、信号源和计算机联接；谐振腔内装有一个次声或低频声传声器(麦克风)，它与带次声或低频声滤波器的声级计联接，声级计与计算机连接；所述电声驱动部分包括信号源，信号放大器以及两个并联的扬声器，所述信号放大器的频率响应为3-16000Hz，输出功率为130W；所述测控部分包括用于测控和分析的计算机、次声或低频声滤波器和声级计。
在本实用新型中，通过计算谐振腔内的声压级，设计长、宽、高尺寸恰当的厚钢板从而能够尽量地避免谐振腔壁振动，同时选择电阻及功率适合的振动密封舱系统(两个低音喇叭)，从而不必使用声压调节管。这样就可以利用次声或低频声压力腔室内声场的共振增益放大作用，来降低所发出的次声或低频声信号的失真率，用较小的驱动电功率产生较高的次声或低频声级，达到研究次声或低频声对生物效应影响的目的。
在本实用新型中为了诱发实验动物出现应激反应，次声或低频声的频率范围为0.01Hz-100Hz，可调的稳定声压级范围是60-150dB。
相对于中国专利申请CN2375389Y(授权公告号)的次声发生器，本实用新型具有以下几个优势1)在本实用新型的密封舱中采用两个对称放置的声源(电动扬声器)。通过这种设置可以将密封舱的高端频率提高一倍。此外，双边对称的声源与单边设置的声源相比，在相同频率下，前者的声场不均匀性大大降低。
2)仅用两个对称的扬声器，不仅结构简单，操作方便。而且在整个频段中频率连续可调，声压级高达150分贝。
附图1是电声驱动的次声或低频声密封舱系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1对本实用新型的优选实施例进行描述。所述次声或低频声密封舱系统由次声或低频声压力腔室、电声驱动部分和测控部分组成。所述次声或低频声压力腔室主要由谐振腔2构成，所述谐振腔为经厚钢板封闭处理的腔室。所述电声驱动部分主要包括信号源7、信号放大器6以及两个并联的扬声器1。所述测控部分包括次声或低频声滤波器4和声级计5，以及用于测控和分析的计算机构成(图中未示出)。
所述扬声器1，在本实施例中为两个250W的低音喇叭，对称安装在谐振腔2壁上，依次与信号放大器6、信号源7和计算机8连接；谐振腔内装有一次声或低频声传声器3，例如麦克风，所述次声或低频声传声器3与次声或低频声滤波器4和声级计5相连接，声级计5与计算机8相连接。所述信号放大器6在本实施例中为输出功率为130W的次声或低频声功率放大器。
次声或低频声压力腔室(谐振腔2)以厚达6mm以上的钢板经焊接和拉铆制成；在一侧腔壁装有密封胶边的有双层有机玻璃观察窗的厚达6mm以上的钢板门，以便于进行实验过程观察及实验动物的更换；在次声或低频声压力腔室即谐振腔2的顶部安装了照明灯，整个次声或低频声压力腔室(谐振腔2)采用锅炉生产中的严格的密封技术进行密封，以保证其气密性。
在信号源(7)发出相应频率的信号后，通过调节超低频功率放大器(6)的放大增益，带动超低频扬声器振动，来驱动次声或低频声压力腔室内部的声场共振发声。在该实施例中不必使用声压调节管，就可以利用次声或低频声压力腔室内声场的共振增益放大作用，来降低所发出次声或低频声信号的失真率，用较小的驱动电功率产生较高的次声或低频声级，达到研究出次声或低频声对生物效应影响的目的。
其中，用于诱发实验小鼠出现慢性应激反应实验的次声频率为8Hz和16Hz，可调的稳定的声压级范围是60dB～150dB。
放置一级雄性5周BALB/c小鼠在该次声或低频声舱中，启动声源，在8Hz或16Hz、80dB～130dB，每天暴露1小时、暴露持续1-28天，随着暴露条件的改变，实验小鼠肾上腺皮质束状带3-β羟甾脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、组织形态学可出现的相应生理改变，包括出现应激反应、细胞有损伤并且细胞功能处于代偿状态、细胞损伤并且细胞功能处于失代偿状态、出现肾上腺皮质束状带的局部组织损伤。
为了全面了解次声或低频声舱的性能，以保证实验过程中次声或低频声暴露的真实状态，对该次声或低频声舱进行了严格的次声或低频声隔声能力、非线性失真、信噪比值的测试，结果该次声或低频声舱的隔声能力为35dB，可听声隔声能力为30dB，隔声效果好；次声或低频声密封舱的非线性失真小，可以认为在舱内的次生活低频声信号为正弦信号。因而认为该次声或低频声密封舱的设计合理，工作状态达到设计要求，能产生稳定的低频声。
为了保证实验条件的稳定，整个实验过程中次声或低频声舱共进行了两次系统而全面的次声或低频声声级测定校正。
本实用新型提供的次声或低频声密封舱系统，可在次声或低频声压力腔室内部，产生0.1-100Hz，60-150dB(IL，Infrasound Level)范围内的任意频率、任意低频声级强度的次声或低频声。由于次声或低频声压力腔室内声场的共振增益放大作用，在低频声频段内其频响特性好，产生的次声或低频声信号失真小(隔声能力35dB，信噪比40dB，非线性失真0.1-1dB)，从而使该次声或低频声密封舱系统能够满足在实验室内研究次声或低频声的特性及次声或低频声对小型实验动物生理功能影响的需要。
本实用新型的次声或低频声密封舱系统为现有技术中声压级最高的动物暴露实验用次声或低频声发生装置。
权利要求1.一种动物实验用次声或低频声密封舱系统，包括次声或低频声压力腔室、电声驱动部分和测控部分组成；所述次声或低频声压力腔室为经厚钢板封闭处理的谐振腔(2)；所述电声驱动部分包括信号源(7)、信号放大器(6)以及两个并联的扬声器(1)组成；所述测控部分包括次声或低频声滤波器(4)和声级计(5)、以及用于测控和分析的计算机(8)构成；所述两个扬声器(1)对称放置在所述谐振腔壁上，依次与信号放大器6、信号源7和计算机(8)连接；谐振腔(2)内装有次声或低频声传声器(3)，所述次声或低频声传声器(3)与次声或低频声滤波器(4)和声级计(5)相连接，其特征在于所述次声或低频声密封舱系统的频率范围为0.01Hz-100Hz。
2.如权利要求1所述的次声或低频声密封舱系统，其特征在于所述次声或低频声密封舱系统的声压级范围是60-150dB。
3.如权利要求1所述的次声或低频声密封舱系统，其特征在于所述信号放大器(6)为输出功率为130W的次声或低频声功率放大器。
专利摘要动物实验用次声或低频声密封舱系统用于研究次声或低频声对小型动物的影响，属于次声或低频声学领域。它由一个经封闭处理的谐振腔构成的次声或低频声压力腔室(2)、电声驱动部分(1、6、7)和测控部分(4、5)组成，振动发生器装在谐振腔壁上，它依次与超低频功率放大器和信号源连接；谐振腔内装有一个次声或低频声传声器，它与带次声或低频声滤波密封舱系统的声级计联接。
文档编号B06B1/04GK2724416SQ200420089360
公开日2005年9月14日 申请日期2004年9月3日 优先权日2004年9月3日
发明者党卫民, 田时秀, 王生, 陈秉 申请人:党卫民