一种低频体积声源的制作方法

本实用新型涉及声学测量技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种低频体积声源。

背景技术：

NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写。这是衡量车辆制造质量的一个综合性问题，它给用户的感受是最直接和最表面的。车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。传递路径分析(TPA)是识别噪声源的一类常用方法，在传递路径分析中需要测量结构声从测量源到接收点的传递函数，由于结构传声为低频，因而需要使用低频体积声源。因此，低频体积声源主要用于发动机等部件，以研究它们对整车振动的影响和结构声振灵敏度。此外，低频体积声源还被用于轿车和卡车，以研究发动机、传动、悬挂等产生的中频结构噪声，及其他小的通风系统、方向盘、电机等，从而克服NVH问题。

大多数的低频体积声源用于在低频范围内执行整车振动分析，例如对结构传播或空气传播噪声执行传递路径分析(TPA)、对车厢执行声振模态分析(EMA)以及频域子结构法(FBS)。例如，可以在车内空间中针对座椅位置进行优化，在使用时使用者可以通过耳朵位置处的声音中心(符合ISO 5128标准)优化声源布局从而快速地对座椅进行定位。此外，低频体积声源还具备其他的性能，包括：紧凑的人体衍射仿真、无指向性、时域稳定的灵敏度以及高噪声值。这些功能有助于该设备准确高效地分析轿车、货车、卡车、公交车、火车和飞机等交通工具。也可用于精确的声学激励测试如隔声、吸声、SEA试验等。

然而，现有的低频体积声源往往具有较大的体积、不便于安装和携带，并且，在需要对声源内部的部件进行调整、维修、检查时需要整体地拆除低频体积声源，为使用者带来不便。此外，在一些使用场景中，低频体积声源的使用者往往还需要将低频体积声源与扬声器配合使用，使得使用者必须分别携带这两种产品。

技术实现要素：

针对现有技术所存在的上述问题，本实用新型提出了一种新的产品结构，低频体积声源包括可拆分的两个部分，其中一个部分为声源体，其可被单独地用作扬声器或外放音箱使用，另一个部分为采用截头锥体设计形式的传声装置，当其与所述声源体组合时可以提供完整的低频体积声源的功能，以安装在待测试车辆中在50～800Hz频段内执行整车振动分析等测试工作。

本实用新型提出了一种低频体积声源，包括传声装置，其特征在于，所述传声装置被设置为一截头锥体(2)，并且所述低频体积声源还包括一声源体(3)，所述声源体(3)通过可移除的固定装置连接至所述截头锥体(2)，所述固定装置被固定为使得所述声源体(3)与所述截头锥体(2)之间实现声音密封。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述固定装置包括螺栓(13)，并且所述声源体(3)的至少部分侧壁具有一厚度，在具有所述厚度的侧壁截面上设置有与所述螺栓(13)配套的螺孔。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述声源体(3)的横截面为圆形或者具有导角的多边形，使得所述声源体(3)的侧壁具有朝向各个安装平面的相应面积。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述声源体(3)的侧壁上具有把手(4)。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述声源体(3)内部靠近固定装置的一侧设置有扬声器(10)，所述扬声器(10)通过电缆与设置在所述声源体(3)侧壁上的扬声器输入接头(5)连接，并且在所述扬声器(10)的发声纸盆端设置有扬声器网罩(17)。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述声源体(3)的底部具有一可拆卸的后盖(18)，所述后盖(18)与所述扬声器(10)之间形成了在所述声源体(3)内部的后腔(21)，所述后盖(18)与声源体(3)外部之间实现声音密封，并且所述扬声器(10)的发声纸盆端与所述后腔(21)之间实现声音密封。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述截头锥体(2)的顶部端面上留有辐射孔(12)，在所述截头锥体(2)内部设置有可拆卸调整的传声器(8)，所述传声器(8)在被固定时其头部与所述辐射孔(12)的开口处于同一水平面，所述传声器(8)通过电缆与设置在所述截头锥体(2)侧壁上的电信号输出接头(9)连接。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于所述传声器(8)通过金属制成的固定体(6)以及安装在所述固定体(6)上的锁紧螺母(7)以被固定在所述截头锥体(2)内部，并且所述传声器(8)可通过锁紧或者解锁所述锁紧螺母(7)被固定在所述固定体(6)上或者被从所述固定体(6)上拆除。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，所述截头锥体(2)的辐射孔(12)的端口直径为150mm，所述声源体(3)为直径338mm圆柱体，所述扬声器(10)为12寸。

优选地，根据所述低频体积声源，其特征在于，在所述截头锥体(2)的顶部还设置有具有网状结构的防护网罩(1)，使得声音可以从所述辐射孔(12)通过所述防护网罩(1)放出。

与现有技术相比，本实用新型具有下列技术效果：

1、本实用新型的传声器结构简单，易于安装和拆解，可作为独立的通用激励声源；锥体拆除后，产品即可作为大功率扬声器单独使用。

2、本实用新型的一种低频体积声源的使用易于安装，侧壁带有M10螺纹孔，有助于安装到高空测量。

3、本实用新型的一种低频体积声源专门用于在50～800Hz频段内执行整车振动分析；200W连续输出功率；在出口1米处，可达98dB声压级；内置可校准参考传声器；重量轻，采用铝轻质合金和或ABS制造；具有双重网罩保护，即锥体上方与扬声器振膜前均有金属网罩保护。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1示出了本实用新型一个实施例的低频体积声源的立体图；

图2是图1实施例的低频体积声源的正视图；

图3是图1实施例的低频体积声源的左视图；

图4是图1实施例的低频体积声源的右视图；

图5是图1实施例的低频体积声源的俯视图；

图6是图1实施例的低频体积声源的仰视图；

图7是图1实施例的低频体积声源的剖面示意图，其中图7的(b)部分示出了沿垂直于纸面的方向对图7的(a)部分中的虚线进行切割后低频体积声源的剖面；

图8是图1实施例的低频体积声源的爆炸图；

图9示出了本实用新型又一个实施例的低频体积声源示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型低频体积声源进行说明。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的低频体积声源的立体图。图2为与图1对应的低频体积声源的线条正视图。

参考图2所示，所述低频体积声源包括截头锥体2和声源体3，其中，声源体3上设置有SPEAKON接头5，声源体3侧壁的两个对称位置处设置有把手4，声源体3上配置了铭牌11，在声源体3上设置有两个对称的M10螺孔23(另一个M10螺孔23未在图1中示出)用于与塑料螺钉25(该塑料螺钉25在图8中示出)连接以安装螺纹吊环或其他辅助件，并且截头锥体2作为传声装置，其顶部具有一防护网罩1，截头锥体2的侧壁上设置有一电信号输出接头9。

图3-图6则分别示出了所述低频体积声源的左视图、右视图、俯视图、和仰视图。参考图3和图4，在截头锥体2的顶部平面上设置有防护网罩1以及手拧螺栓14，并且在截头锥体2侧面的对称位置处可以看到设置在截头锥体内部的固定体6与截头锥体的两个连接点。参考图5，在截头锥体2的顶部平面上安装有4个手拧螺栓14以用于将防护网罩固定在截头锥体的顶部平面上，在截头锥体2的底部平面上还安装有4个螺栓13，以将截头锥体2连接到声源体3。通过安装螺栓13，可以将截头锥体2和声源体3连接以作为一个完整的低频体积声源使用，通过拆卸螺栓13，可以将声源体3分离出来以作为一个扬声器单独地使用。一对把手4被对称地设置在声源体3的两侧，以方便使用者搬运或挪动单独使用的声源体3或者搬运或挪动完整的低频体积声源。参考图6，在声源体3的底部平面设置有后盖18，后盖18通过4个螺钉20被安装到声源体3上，并且在后盖上还设置有4个脚垫24，以防止当单独使用的声源体3或者完整的低频体积声源被放置在汽车坐垫或者其他光滑平面上时发生滑动。

为了进一步说明上述低频体积声源的内部构造，图7示出了图1中低频体积声源的剖面示意图，其中图7的(b)部分为沿图7的(a)部分所示出的虚线位置处的截面的示意图。

参考图7的(b)部分，可以看到，截头锥体2的截面呈梯形。优选地，在本实用新型中该截头锥体2采用ABS塑料加工制成。在截头锥体2的顶部端面上留有辐射孔12，并且截头锥体2的内部设置有传声器8，该传声器8通过连接在截头锥体2内壁上的固定体6以及锁紧螺母7被固定在截头锥体2内部，并且该传声器8的头部被固定为与辐射孔12的开口处于同一水平面。所述传声器8可通过锁紧或者解锁所述锁紧螺母7被固定在所述固定体6上或者被从所述固定体6上拆除，从而实现传声器8脱离截头锥体2进行校准。优选地，所述固定体6为金属件。在截头锥体2的侧壁上还设置有一电信号输出接头9，传声器8通过电缆与电信号输出接头9连接。所述传声器8可被用于基于来自声源体3的声音信号通过输出接头9对外输出激励响应，使得低频体积声源的使用者可以根据该激励响应的大小计算用于整车振动分析的体积速度等参数。

所述截头锥体2的顶部还设置有具有网状结构的防护网罩1，其通过手拧螺栓14被固定在截头锥体2上，用于保护截头锥体2内部的结构(例如顶部端面上的辐射孔12结构)，声音可以从所述辐射孔12通过所述防护网罩1放出。优选地，所述防护网罩1为金属网罩。

参考图7的(b)部分，所述截头锥体2通过螺栓13与声源体3相连接。在所示出的实施例中，声源体3近似于圆柱体并且在靠近截头锥体2的部分比侧壁的其他部分更厚，使得螺栓13可以完全旋入其中，以使得当截头椎体2与声源体3组合使用时，截头椎体2可以稳定地与声源体3固定在一起。根据本实用新型的其他实施例，还可以将所述声源体3的内壁设置为具有均匀的厚度。可以理解，在本实用新型中，截头锥体2与声源体3还可以采用其他方式进行连接，例如螺纹连接、卡箍连接、螺纹套连接等，只要截头锥体2能够与声源体3实现拆分和锁紧，并且在它们锁紧时能够实现声音密封即可。

如图7的(b)部分所示，在所述声源体3内部设置有扬声器10，并且在所述声源体3底部还设置有后盖18，后盖18可通过螺钉20被固定在声源体3的底部，使得在声源体3内部在扬声器10与后盖18之间形成一后腔21。扬声器10通过电缆与设置在所述声源体3侧壁上的扬声器输入接头5连接，在使用电缆进行连接扬声器10与扬声器输入接头5时，可以将电缆放置在后腔21中。通过旋开螺钉20打开后盖18，可以调整或更换扬声器10和配套的电缆。

并且，在声源体3的上部，即扬声器10发声纸盆端，还设置有扬声器网罩17，以保护所述扬声器。所述扬声器10通过密封垫16与所述声源体3的后腔21隔离，以使得扬声器10与后腔21之间处于完全密封的状态，达到当扬声器10发声时后腔21内基本无声。并且，在后盖18的边缘处带有密封胶圈19，通过螺钉20将后盖封堵在声源体3的后部，以确保后腔21的密封状态，使得扬声器10的前腔22与后腔21实现完全声隔离。

优选地，在所述截头锥体2与所述声源体3连接的一侧截面上设置有密封圈15以及与所述密封圈15配套的密封环形槽，密封环形槽未在图中示出，由此可以增加截头锥体2与声源体3之间的密封效果。

优选地，所述声源体3的横截面为圆形或者具有导角的多边形，使得在采用所述横截面形状时所述声源体3的侧壁具有朝向各个安装平面的相应面积。例如具有导角的三角形，五边形，六边形等。当然，声源体3的横截面也可以是任何简单多边形，这些横截面形状使声源体3的侧壁包括多个具有足够面积的朝向不同方向的安装平面，例如当声源体横截面为三角形时，它的侧壁包括两个安装平面和一个用于设置电缆接头的平面，当声源体横截面为五边形时，它的侧壁包括四个安装平面和一个用于设置电缆接头的平面。可在每个安装平面设置螺栓孔以与相应架子或桌子连接并使其端面与该安装平面紧密配合，从而实现紧固。并且这多个安装平面能够使扬声器指向不同的方向，从而满足各种测量场景的需要。

优选地，声源体3侧壁上的扬声器输入接头5采用诸如SPEAKON接头等各种电缆音频输入接头，截头锥体2侧壁上的电信号输出接头9采用诸如BNC接头、SMB接头等电缆接头。

优选地，所述截头锥体2的辐射孔12的端口直径为150mm，所述声源体3为直径338mm的圆柱体，所述扬声器10为12寸。

为了清楚地示出上述实施例中各个部件之间的连接关系，图8提供了如图1-图7所示出的低频体积声源的爆炸图。

本实用新型所提供的低频体积声源可被用于针对车内空间试验、发动机舱、通风系统进行测试，其尤其适用于在50～800Hz频段内执行整车振动分析。并且，采用如图1-图7所示出的低频体积声源，其声源体积紧凑、容易安装定位，适用于高激励能量以及建立比例模态模型。

图9示出了当将如图1-图7所示出的低频体积声源中的截头锥体2部分拆除，从而单独使用声源体3的示意图。如前文中所述，声源体3可以被单独地用作扬声器或外放音箱，通过移除螺栓13可以从如图1-图7所示出的低频体积声源中拆除掉截头锥体的部分。优选地，采用M10螺纹的螺栓13，并且在声源体3的侧壁中的相应位置处设置配套的M10螺纹孔，从而方便固定安装螺栓13。可以看到，把手4被设置在声源体3的侧壁上，使用者可以利用把手4来移动声源体3。并且，如前文中所述，扬声器10上还带有金属网，使得在单独使用声源体3时可以保护扬声器10。

本实用新型的低频体积声源可以用于在50～800Hz频段内执行整车振动分析；对于针对座椅位置的应用，声源发出的频响范围是50～800Hz，用户可以通过耳朵位置处的声音中心优化声源布局来快速定位座椅。首先将低频体积声源放在座椅位置然后将对应线缆的一端连接到锥体2侧面的电信号输出接头9，另一端连接到测试设备(例如数字采样设备)进行参考测试。声源体3侧面的音频输入SPEAKON接头可配合功率放大器使用。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。