声波传输用聚能定向管的制作方法

本实用新型属于声波聚能定向技术领域，具体是涉及一种声波传输用聚能定向管。

背景技术：

目前，在声波传播领域，如何能将发散传播的声音聚拢并进行定向传播，进而实现声波的有效定向传播，是相关领域技术人员亟待解决的技术问题。另外，频率小于20Hz(赫兹)的声波叫做次声波。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。而次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕地球2至3周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。如何将次声波发生器产生的次声波进行有效的聚能和定向，以使次声波按着既定方向传播，是相关领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种声波传输用聚能定向管。该聚能定向管的结构简单，能够对声波进行有效的聚能和定向。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：声波传输用聚能定向管，其特征在于：包括管体，所述管体上开设有沿其长度方向延伸的聚能定向孔，所述聚能定向孔为圆孔，所述聚能定向孔的一端为用于供声波进入其内的声波入口，所述聚能定向孔的另一端为用于将其内聚能后的声波定向输出的声波出口，所述管体的长度为290mm～320mm，所述聚能定向孔的直线度为-0.01mm～0.01mm，所述聚能定向孔的孔径为0.15mm～0.25mm，所述聚能定向孔的圆度为0.005mm～0.015mm。

上述的声波传输用聚能定向管，其特征在于：所述管体的长度为300mm，所述聚能定向孔的孔径为0.2mm，所述聚能定向孔的圆度为0.01mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单、设计合理。

2、本实用新型能够对声波进行有效的聚能和定向，即从所述声波入口进入聚能定向孔的声波在聚能定向孔内进行不断的反射和叠加，从而使声强增大，起到了良好的声波聚能作用，并且通过聚能定向孔能够对声波进行聚拢和引导，起到了良好的定向作用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为用于加工本实用新型的加工方法的方法流程图。

图4为用于加工本实用新型的加工工装的结构示意图。

附图标记说明:

1—管体； 2—聚能定向孔； 3—上夹具；

3-1—上夹具基体； 3-2—定位凹槽； 3-3—第一安装槽；

3-4—第一竖直安装孔； 4—下夹具； 4-1—下夹具基体；

4-2—定位凸台； 4-3—第二安装槽； 4-4—第二竖直安装孔；

5—锁紧螺母； 6—聚能定向管胚料； 7—螺栓。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种声波传输用聚能定向管，包括管体1，所述管体1上开设有沿其长度方向延伸的聚能定向孔2，所述聚能定向孔2为圆孔，所述聚能定向孔2的一端为用于供声波进入其内的声波入口，所述聚能定向孔2的另一端为用于将其内聚能后的声波定向输出的声波出口，所述管体1的长度为290mm～320mm，所述聚能定向孔2的直线度为-0.01mm～0.01mm，所述聚能定向孔2的孔径为0.15mm～0.25mm，所述聚能定向孔2的圆度为0.005mm～0.015mm。

本实施例中，该聚能定向管能够对声波进行有效的聚能和定向，即从所述声波入口进入聚能定向孔2的声波在聚能定向孔2内进行不断的反射和叠加，从而使声强增大，起到了良好的声波聚能作用，并且通过聚能定向孔2能够对声波进行聚拢和引导，起到了良好的定向作用。本实施例中，当管体1的长度小于或大于290mm～320mm时，聚能定向孔2的直线度在-0.01mm～0.01mm范围之外，所述聚能定向孔2的孔径在0.15mm～0.25mm范围之外，聚能定向孔2的圆度在0.005mm～0.015mm范围之外时，该聚能定向管的聚能效果和定向效果均较差。并且，当管体1的长度大于290mm～320mm时，对管体1的准直度要求过高，并且声波在聚能定向孔2内的反射会出现紊乱，反而会使得聚能效果打折扣。本实施例中，当管体1的长度为290mm～320mm、聚能定向孔2的直线度为-0.01mm～0.01mm、聚能定向孔2的孔径为0.15mm～0.25mm、聚能定向孔2的圆度为0.005mm～0.015mm时，该聚能定向管的聚能、定向作用较佳。并且当所述管体1的长度为300mm，所述聚能定向孔2的孔径为0.2mm，所述聚能定向孔2的圆度为0.01mm时，该聚能定向管的聚能效果和定向效果最佳。

如图3所示的一种用于加工如上述声波传输用聚能定向管的加工方法，包括以下步骤：

步骤1、选取聚能定向管胚料6：选取孔径为0.15mm～0.25mm、外观无损伤、无划痕、管口圆正的不锈钢冷拔管作为聚能定向管胚料6，并将所述聚能定向管胚料6截断，使聚能定向管胚料6的长度为325mm～330mm，再将所述聚能定向管胚料6的两端端口磨平；

本实施例中，从不锈管冷拔管中选取孔径为0.15mm～0.25mm、外观无损伤、无划痕、管口圆正的管材来作为聚能定向管胚料6，由于这种不锈管冷拔管选材方便，为加工聚能定向管提供了充足的原材料，并且将聚能定向管胚料6截成每节长度为325mm～330mm，这个长度比成品的聚能定向管稍微长一些，进而方便了后续的进一步加工，同时，还将所述聚能定向管胚料6的端口进行磨平，为后期的车床切削提供了对心找正的参考面。

步骤2、制作上夹具3：首先选取呈方形的上夹具基体3-1，然后在所述上夹具基体3-1的下表面开设定位凹槽3-2和第一安装槽3-3，所述定位凹槽3-2和第一安装槽3-3均沿所述上夹具基体3-1的长度方向延伸，并在所述上夹具基体3-1上开设第一竖直安装孔3-3，所述第一安装槽3-3的横截面为半圆形；

步骤3、制作下夹具4：首先选取呈方形的下夹具基体4-1，然后在所述下夹具基体4-1的上表面开设用于与所述定位凹槽3-2相适配的定位凸台4-2和用于与所述第一安装槽3-3相配合以定位所述聚能定向管胚料6的第二安装槽4-3，所述定位凸台4-2和第二安装槽4-3均沿所述下夹具基体4-1的长度方向延伸，并在所述下夹具基体4-1上开设第二竖直安装孔4-4，所述第二安装槽4-3的横截面为半圆形；

本实施例中，制作好的上夹具3和下夹具4能够对聚能定向管胚料6进行良好的定位，并通过第一安装槽3-3和第二安装槽4-3相互拼合构成的用于定位聚能定向管胚料6的胚料圆槽，方便了后期对聚能定向管胚料6两端端口切削时，所述聚能定向管胚料6不会发生变形，同时也确保在后期的圆度检测和直线度检测时，聚能定向管胚料6固定在上夹具3和下夹具4之间不会发生偏移，确保了检测精度。

步骤4、聚能定向管胚料6的装配：将长度为325mm～330mm的聚能定向管胚料6安装在所述第一安装槽3-3内，并将上夹具3安装在下夹具4的上方，使所述定位凸台4-2伸入所述定位凹槽3-2内，进而使第一安装槽3-3和第二安装槽4-3相拼合构成用于盛装所述聚能定向管胚料6的胚料圆槽，然后将螺栓7依次穿过第一竖直安装孔3-4和第二竖直安装孔4-4以将所述上夹具3和所述下夹具4连接，并通过锁紧螺母5将所述螺栓7锁紧；

本实施例中，通过定位凸台4-2和定位凹槽3-2的定位作用，能够确保上夹具3和下夹具4不会沿其宽度方向产生错位，进而确保了第一安装槽3-3和第二安装槽4-3能够精确对齐，确保第一安装槽3-3和第二安装槽4-3相拼合构成用于定位聚能定向管胚料6的胚料圆槽。

步骤5、聚能定向管胚料6的端面切削：将所述上夹具3、下夹具4和聚能定向管胚料6整体安装在车床的夹具上，以聚能定向管胚料6上已磨平的端面为基准进行对心找正，然后开启车床，通过车刀从中心开始向外侧延伸的方式分别对聚能定向管胚料6的两端进行切削，从而使聚能定向管胚料6的长度保持在290mm～320mm；

本实施例中，由于在步骤1中的端口磨平作业中，虽然确保了聚能定向管胚料6的端面平齐，但是会在聚能定向管胚料6的端面产生毛边，在本步骤中，通过车刀从中心开始向外侧延伸的方式分别对聚能定向管胚料6的两端进行切削，从而将聚能定向管胚料6的长度切割至最终目标的长度。其中，所述车床的夹具采用四爪卡盘。

步骤6、聚能定向管胚料6的通孔的圆度和直线度检测：采用小孔成像的方法，将放置在密闭盒子内的白炽灯灯光从聚能定向管胚料6的通孔的一端射入，如果在聚能定向管胚料6的通孔另一端的屏幕上产生七色光环，则通过测量七色光环的圆度来检测所述通孔的圆度，当所述通孔的圆度为0.005mm～0.015mm，此时所述通孔的直线度也满足-0.01mm～0.01mm的要求，则完成将聚能定向管胚料6加工成合格的聚能定向管，所述通孔即为聚能定向孔2。

本实施例中，通过采用小孔成像的方法，来实现对聚能定向管胚料6通孔的圆度进行检测，在具体检测时，可以通过圆度仪来测量七色光环的直径，进而能够分映出所述通孔的圆度。如果在采用小孔成像的过程中，在聚能定向管胚料6通孔另一端的屏幕上并没有产生七色光环，则说明聚能定向管胚料6的通孔没有达到直线度和圆度的要求，需要重新从不锈钢冷拔管中再选取聚能定向管胚料6。

本实施例中，由于现有技术中的实验数据显示，白帜灯在一密闭盒子里放置，当光线通过一个直径为0.2mm左右的深孔时，在距离发光孔端1.5米的垂面屏幕上投射直径0.6米的7色光环，则其深孔直线度误差小于0.03mm。当外环直径圆度误差小于-2mm～2mm，则该微孔直线度误差小于0.01mm，则在本实施例中，通过用游标卡尺或千分尺来测量七色光环外环圆度的误差，当外环圆度误差小于-2mm～2mm时，则能确保所述通孔直线度误差小于0.01mm。也就是说，在本实施例中，当所述通孔的圆度为0.005mm～0.015mm，此时所述通孔的直线度也满足-0.01mm～0.01mm的要求。

本实施例中，步骤4之前，在所述第一安装槽3-3和第二安装槽4-3内涂刷含胶的铜粉，并在聚能定向管胚料6的端口贴敷保护胶带。通过在第一安装槽3-3和第二安装槽4-3内涂刷含胶的铜粉，进而确保聚能定向管胚料6与第一安装槽3-3和第二安装槽4-3能够紧密接触，通过铜粉将聚能定向管胚料6与第一安装槽3-3以及聚能定向管胚料6与第二安装槽4-3之间的缝隙填充，使聚能定向管胚料6能够牢固的固定在上夹具3和下夹具4之间。

本实施例中，在步骤4中，在用螺栓7连接所述上夹具3和下夹具4之前，使定位凸台4-2在所述定位凹槽3-2内进行往复的相对移动，从而使上夹具基体3-1和下夹具基体4-1紧密的贴合在一起。通过定位凸台4-2在所述定位凹槽3-2内进行往复的相对移动，使得上夹具基体3-1和下夹具基体4-1能够连接的更加紧密。

本实施例中，步骤1中，在对聚能定向管胚料6进行截取和端面磨平时，将所述聚能定向管胚料6包裹于毛毡和U形铜板之间，所述毛毡填充在聚能定向管胚料6的通孔内。这样通过毛毡和U形钢板对聚能定向管胚料6进行有效的保护，从而防止在聚能定向管胚料6的截取作业和端面磨平作业中引起聚能定向管胚料6的变形。

本实施例中，该加工方法通过选用不锈钢冷拔管作为聚能定向管胚料6，然后对聚能定向管胚料6进行定长截取和端面磨平，接下来将聚能定向管胚料6装配在制作好的上夹具3和下夹具4之间，随后再将聚能定向管胚料6的两端面进行切削，使聚能定向管胚料6两端面的毛边被切掉，并将聚能定向管胚料6确保在最终的目标长度。然后再采用小孔成像的方法，来实现对聚能定向管胚料6通孔的圆度和直线度的检测，满足圆度和直线度要求的聚能定向管胚料6即为制成的聚能定向管。

本实施例中，所述上夹具基体3-1和下夹具基体4-1均由黄铜制成，所述上夹具基体3-1和下夹具基体4-1的高度均为15mm～25mm，宽度均为35mm～45mm，长度均为325mm～330mm。

如图4所示的一种在上述加工方法中使用的聚能定向管加工工装，包括上夹具3和下夹具4，所述上夹具3包括呈方形的上夹具基体3-1，所述上夹具基体3-1的下端面开设有定位凹槽3-2和第一安装槽3-3，所述定位凹槽3-2和第一安装槽3-3均沿上夹具基体3-1的长度方向延伸，所述第一安装槽3-3的横截面为半圆形，所述上夹具基体3-1上开设有第一竖直安装孔3-4；所述下夹具4包括呈方形的下夹具基体4-1，所述下夹具基体4-1的上端面开设有第二安装槽4-3和用于与伸入所述定位凹槽3-2的定位凸台4-2，所述定位凸台4-2和第二安装槽4-3均沿下夹具基体4-1的长度方向延伸，所述第二安装槽4-3的横截面为半圆形，所述下夹具基体4-1上开设有第二竖直安装孔4-4；所述上夹具3和下夹具4通过穿过所述第一竖直安装孔3-4和第二竖直安装孔4-4的螺栓7相连接，所述第一安装槽3-3和第二安装槽4-3相拼合构成用于安装聚能定向管胚料6的胚料圆槽。

本实施例中，该聚能定向管加工工装在使用时，通过第一安装槽3-3和第二安装槽4-3相拼合构成用于安装聚能定向管胚料6的胚料圆槽，从而实现对聚能定向管胚料6的有效定位；通过设置定位凹槽3-2和定位凸台4-2的相互配合，进而实现了第一安装槽3-3和第二安装槽4-3的精确位置对正，并且能够确保上夹具3和下夹具4不会沿其宽度方向产生错位。该聚能定向管加工工装能够实现对聚能定向管胚料6良好的位置固定，从而方便的实现了聚能定向管胚料6的切削以及直线度和圆度检测。

本实施例中，所述定位凹槽3-2的横截面为V形，所述定位凸台4-2的横截面为梯形。

如图4所示，所述定位凹槽3-2的数量和定位凸台4-2的数量均为两个，所述第一安装槽3-3位于两个所述定位凹槽3-2之间，所述第二安装槽4-3位于两个所述定位凸台4-2之间。

本实施例中，通过将第一安装槽3-3设置在两个所述定位凹槽3-2之间，以及通过将第二安装槽4-3设置在两个所述定位凸台4-2之间，方便了在上夹具基体3-1上加工第一安装槽3-3时对第一安装槽3-3的定位，同理，也方便了在下夹具基体4-1上加工第二安装槽4-3时对第二安装槽4-3的定位。并且，两个所述定位凹槽3-2和两个所述定位凸台4-2一一对应配合，进一步确保了上夹具3和下夹具4不会沿其宽度方向产生错位。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。