专利名称：次声发生器的制作方法
技术领域：
次声发生器可用于研究次声的可听性及次声对人体的影响，属于次声学领域。
次声是频率低于20Hz的“不可听”声，而人们通常听到的声音是20Hz-20KHz的闻阈声。闻阈噪声的特性及其对人的影响早已得到人们的普遍关注和重视，国际标准化组织ISO和各国对工作环境中的闻阈噪声都制定了相应标准。以降低噪声对环境的污染及对人体的危害。应用亥姆霍兹谐振原理开发的共振消声结构在噪声控制领域里早已广泛用于闻阈噪声的吸收和控制。近年来，随着工业、国防和交通运输业的迅速发展，人工次声源不断增加。使次声与闻阈声一样普遍存在于人们的日常工作和生活环境中。但由于次声的不“可听声”性及闻阈噪声对次声的掩蔽作用，次声对人体的影响往往不易查觉而被忽视。为了排除闻阈噪声的干扰，定量研究不同频率、强度和暴露时间的次声对人体的影响及其机制，需要研制次声发生器，以对不同环境的次声进行室内模拟，并使所模拟的次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发生器以满足在实验室内研究次声的特性及次声对人体影响的需要。
实现本实用新型的上述目的技术方案结合
如下本实用新型是基于亥姆霍兹谐振器的基本原理设计的次声发生器。它由一个经封闭处理的谐振腔1和腔壁上的调解管2及腔壁夹层间的吸声材料3构成的次声压力腔室(1、2、3)、电声驱动部分(4、5、6)和测控部分(7、8、9)组成，振动发生器4装在谐振腔壁上，依次与超低频功率放大器5和信号源6及微机7联接，谐振腔1内装有一个次声传声器9，它与带次声滤波发生器的声级计8联接，声级计8与微机7联接，以便把声级计的输出信号输入微机进行数据采集和分析。本实用新型可利用次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信号的失真率，并用较小的驱动电功率产生较高的次声级。
本实用新型提供的次声发生器，可在次声压力腔室内部产生2-20Hz，60-140dB(IL)(IL是次声级Infrasond lerel的缩写)范围内的任意频率、任意次声级强度的次声。由于次声压力腔室内声场的共振增益放大作用，在次声频段内其频响特性好，产生的次声信号失真小，次声压力腔室内部声场分布的空间均匀性相差不超过0.5dB(IL)，所产生的各阶高次谐波均低于相应频率的听力阈值，从而使该次声发生器能够满足在实验室内研究次声的特性及次声对人体影响的需要。如果使用电声作为振动发生器来驱动次声压力腔室内的声场共振发声，借助于分频窄带数字滤波技术还可以模拟不同强度的宽频次声环境，用以研究不同声强的宽频次声对人体的生理影响。
图1是电声驱动的次声发生器。
图2是机械活塞驱动的次声发生器。
图中1-谐振腔，2-调节管，3-吸声材料，4-活塞，5-超低频动率放大器，6-信号源，7-微机，8-声级计(带次声滤波发生器)，9-次声传声器，10-电磁激振器。
以下结合附图中的实施例进一步说明本实用新型的具体内容。本实用新型是基于亥姆霍兹谐振器的基本原理设计的次声发生器，它由次声压力腔室、电声驱动部分和测控部分组成。次声压力腔室由谐振腔1、调节管2和吸声材料3组成，谐振腔1四周以40mm×60mm的矩形钢作为框架，内外侧分别用1.5mm和1.2mm厚的钢板经焊接和拉铆而成，内外钢板面向夹层一侧每隔一定的间距焊有梯形加强筋以防发声时钢板颤动，两层钢板之间填充以40mm厚的玻璃棉作为吸声材料3，在一个侧壁上有一个双层玻璃观察窗和一扇门以便对实验情况进行监测及供实验人员出入，此外还在谐振腔顶棚中心安装了照明灯，整个次声压力腔室除了调节管2处的开口外都采用了严格的密封措施以保证其气密性；调节管2由1.5mm厚的钢板精心卷制后焊合而成，其一端通过法兰加密封垫与谐振腔壁螺接以便更换，通过改变调节管的长度和管径来改变次声压力腔室内声场的共振频率，该频率满足亥姆霍兹谐振器的基本方程c2πSV(1+0.8d)]]>式中c-空气中的声速，S-调节管截面积，V-谐振腔体积，l-调节管长，d-调节管直径。
然后由微机控制信号源发出相同频率的信号并调节功放的放大增益，经超低频功率放大器放大后带动超低频扬声器振动来驱动次声压力腔室内部的声场共振发声，或用一个电磁激振器带动一个机械活塞作往复运动来驱动次声压力腔室内部的声场共振。
实施倒1(参阅图1)中的次声发生器由次声压力腔室(包括谐振腔1、调节管2和吸声材料3)，8只150瓦的超声低频扬声器(即震动发生器4)，2台2×300超低频功率放大器5，一个信号源6、一台用于测控和分析的微机7，一台带次声滤波器的声级计8和一个次声传声器9组成。在该实例中，先选择合适的调节管3的长度和管径，以确定谐振器的共振频率；再由微机控制信号源发出与谐振器共振频率的信号，经超声低频放大器振动来驱动谐振器内部谐振腔1声场共振。
实施例2(参考图2)其振动发生器4采用一个由电磁激振器10推动的机械活塞替代扬声器来驱动次声压力腔室内的声场共振发声。
两个实施例中，实施例1结构实现比较容易，实施成本比较低，达到同样的次声所消耗的电功率少，在次声频段内借助于分频窄带数字滤波技术还可以模拟不同声强的宽频次声环境，用以研究宽频次声对人体的生理影响。上述两个实施例都能发出2-20Hz，60-140db(IL)范围内任意频率、任意强度的次声，次声压力腔室内部声场分别的空间均匀性都相差不超过0.5dB(IL)，所产生的高次谐波均低于对应频率的听力阈值，两者都能够满足研究次声的特性及次声对人体影响的需要。
权利要求1.次声发生器由一个经封闭处理的谐振腔(1)和腔壁上的调节管(2)及腔壁夹层间的吸声材料(3)构成的次声压力腔室(1、2、3)、电声驱动部分(4、5、6)和测控部分(7、8、9)组成，其特征在于振动发生器(4)装在谐振腔壁上，它依次与超低频功率放大器(5)和信号源(6)及微机(7)联接，谐振腔内装有一个次声传声器(9)，它与带次声滤波发生器的声级计(8)联接，声级计(8)与微机(7)联接。
2.按权利要求1所述的次声发生器，其特征在于谐振腔体的的一侧壁上设有密封的双层玻璃观察窗及可供实验人员出入的门。
3.按权利要求1或2所述的次声发生器，其特征在于所说的振动发生器(4)可采用电磁激振器(10)驱动的作往复运动的机械活塞或超低频扬声器。
专利摘要次声发生器用于研究次声的可听性及次声对人体的影响,属于次声学领域。它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,振动发生器装在诸振腔壁上,它依次与超低频功率放大器和信号源及微机联接,谐振腔内装有一个次声传声器,它与带次声滤波发生器的声级计联接,声级计与微机联接。
文档编号B06B1/04GK2375389SQ9920676
公开日2000年4月26日 申请日期1999年4月15日 优先权日1999年4月15日
发明者王登峰, 陆晓军, 李俊明, 粱杰 申请人:吉林工业大学