一种低频声学音腔的设计方法及系统与流程

本发明涉及声学，更具体地，涉及一种低频声学音腔的设计方法及系统。

背景技术：

1、传统的消防报警装置声学音腔，一般工作在2khz至4khz的高频段，600hz以下的声音频段会损失很大的转换能量。然而，对应特殊的地区和位置，要求消防报警装置的声学报警频段是不同的，部分地域要求频段处于400至600hz之间。

2、在本发明之前，现有技术的蜂鸣片的谐振频点无法做到这么低的频段，需要通过声腔设计，牺牲声音效率达到相应的频段，因此，需要解决传统的低频声音音腔的能力转换效率低的问题，实现在低频段的高效转换。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提出了一种低频声学音腔的设计方法及系统，通过使用对声学检测，人体声学感应机理和蜂鸣片及其支撑方式的设置，结合蜂鸣片的震荡发声特性与蜂鸣腔体设置，实现高效率、低成本的声学驱动设计。

2、根据本发明实施例第一方面，提供一种低频声学音腔的设计方法。

3、在一个或多个实施例中，优选地，所述一种低频声学音腔的设计方法包括：

4、设置低频声腔基本结构，所述基本结构包括底板、中扣、挡音板和调音罩；

5、在所述底板与中扣之间设置蜂鸣片，采用35mm规格的他激式蜂鸣片；

6、根据预设的低频频段要求，进行蜂鸣腔体的内部尺寸设置；

7、根据当前传低频频段要求，设置所述底板和所述档音板组成的音波传输通道；

8、设置多个音频的频点组，使得频点组中每个音频的谐波均包括3khz±500hz的范围；

9、设计调音罩使得单个谐振峰转化为2个谐振峰。

10、在一个或多个实施例中，优选地，所述设置低频声腔基本结构，所述基本结构包括底板、中扣、挡音板和调音罩，具体包括：

11、所述底板与所述中扣之间，设置外部激励信号；

12、通过所述中扣与所述挡音板组成音波的传输通道，音波传递到调音罩进行调节。

13、在一个或多个实施例中，优选地，所述在所述底板与中扣之间设置蜂鸣片，采用35mm规格的他激式蜂鸣片，具体包括：

14、获取一个外径49mm规格的塑料片；

15、将35mm规格的他激式蜂鸣片与塑料片进行压合方式叠加，降低谐振频点。

16、在一个或多个实施例中，优选地，所述根据预设的低频频段要求，进行蜂鸣腔体的内部尺寸设置，具体包括：

17、提取当前的预设的低频频段要求，选择一个他激式蜂鸣片的基频；

18、根据所述基频，利用第一计算公式，进行蜂鸣音腔内部尺寸的设置；

19、所述第一计算公式为：

20、

21、其中，fcav为基频频率，即对应的蜂鸣音腔的谐振频率，单位hz，d为支撑边缘直径，单位cm，c为声音的传播速度，单位cm/秒，a为声音的放射孔的半径，单位cm，r为蜂鸣音腔的壁厚，单位cm，h为共鸣腔深度，单位cm。

22、在一个或多个实施例中，优选地，所述根据当前传低频频段要求，设置所述底板和所述档音板组成的音波传输通道，具体包括：

23、根据当前传低频频段要求，选择对应的他激式蜂鸣片的基频；

24、设置所述底板和所述档音板组成的音波传输通道，将音波传输通道设计成短波浪形态；

25、使得他激式蜂鸣片的基频在音波传输通道内处于驻波状态传输，确定对应的音波传输通道形式。

26、在一个或多个实施例中，优选地，所述设置多个音频的频点组，使得频点组中每个音频的谐波均包括3khz±500hz的范围，具体包括：

27、通过调整所述蜂鸣音腔的结构，使得谐振频率出现一个组合；

28、校验若出现一个组合对应的每个音频的谐波都包括3khz±500hz的范围，则将该组合对应的蜂鸣音腔设计作为最终设置。

29、在一个或多个实施例中，优选地，所述设计调音罩使得单个谐振峰转化为2个谐振峰，具体包括：

30、获取当前的需求的输出的频率点；

31、设置调音罩，使得单个谐振峰转化为2个谐振峰，将2个基波的音频能量在多次谐波上叠加，最终在3khz附近的音频实现多次叠加。

32、根据本发明实施例第二方面，提供一种低频声学音腔的设计系统。

33、在一个或多个实施例中，优选地，所述一种低频声学音腔的设计系统包括：

34、结构设置模块，用于设置低频声腔基本结构，所述基本结构包括底板、中扣、挡音板和调音罩；

35、蜂鸣片设置模块，用于在所述底板与中扣之间设置蜂鸣片，采用35mm规格的他激式蜂鸣片；

36、腔体设置模块，用于根据预设的低频频段要求，进行蜂鸣腔体的内部尺寸设置；

37、传输通道设置模块，用于根据当前传低频频段要求，设置所述底板和所述档音板组成的音波传输通道；

38、频点设置模块，用于设置多个音频的频点组，使得频点组中每个音频的谐波均包括3khz±500hz的范围；

39、调音罩设置模块，用于设计调音罩使得单个谐振峰转化为2个谐振峰。

40、根据本发明实施例第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。

41、根据本发明实施例第四方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现本发明实施例第一方面中任一项所述的方法。

42、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

43、本发明在使用很小的空间体积前提下，实现了高效率的低频声学转化效率，解决了传统低频声学驱动效率低、成本高、体积大等问题。

44、本发明蜂鸣腔体设计理论、声波传导设计理论、声波谐振峰耦合设计理论，完成了低频声学音腔的整体设计。

45、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

46、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，该方法包括：

2.如权利要求1所述的一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，所述设置低频声腔基本结构，所述基本结构包括底板、中扣、挡音板和调音罩，具体包括：

3.如权利要求1所述的一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，所述在所述底板与中扣之间设置蜂鸣片，采用35mm规格的他激式蜂鸣片，具体包括：

4.如权利要求1所述的一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，所述根据预设的低频频段要求，进行蜂鸣腔体的内部尺寸设置，具体包括：

5.如权利要求4所述的一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，所述根据当前传低频频段要求，设置所述底板和所述档音板组成的音波传输通道，具体包括：

6.如权利要求5所述的一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，所述设置多个音频的频点组，使得频点组中每个音频的谐波均包括3khz±500hz的范围，具体包括：

7.如权利要求1所述的一种低频声学音腔的设计方法，其特征在于，所述设计调音罩使得单个谐振峰转化为2个谐振峰，具体包括：

8.一种低频声学音腔的设计系统，其特征在于，该系统用于实施如权利要求1-7中任一项所述的方法，该系统包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储一条或多条计算机程序指令，其中，所述一条或多条计算机程序指令被所述处理器执行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及声学技术领域，更具体地、涉及一种低频声学音腔的设计方法及系统。该方案包括设置低频声腔基本结构，所述基本结构包括底板、中扣、挡音板和调音罩；在所述底板与中扣之间设置蜂鸣片，采用35mm规格的他激式蜂鸣片；根据预设的低频频段要求，进行蜂鸣腔体的内部尺寸设置；根据当前传低频频段要求，设置所述底板和所述档音板组成的音波传输通道；设置多个音频的频点组，使得频点组中每个音频的谐波均包括3khz±500hz的范围；设计调音罩使得单个谐振峰转化为2个谐振峰。该方案通过使用对声学检测，人体声学感应机理和蜂鸣片及支撑方式的设置，结合蜂鸣片的震荡发声特性与蜂鸣腔体设置，实现高效率、低成本的声学驱动设计。

技术研发人员：郭禹
受保护的技术使用者：格睿通智能科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11