[发明专利]基于亥姆霍兹共振腔的自动调频声学效应舱及调频方法

说明书

本发明公开了一种基于亥姆霍兹共振腔的自动调频声学效应舱及调频方法，以解决现有的声学效应舱结构固定，其谐振频率固定，导致其工作范围固定，适用范围小的技术问题。具体包括效应腔、声场激励件、谐振管以及驱动单元；效应腔为密封腔体；声场激励件密封安装在效应腔一侧，并与效应腔连通，用于激励效应腔内产生高声压级声场；谐振管为伸缩管，其一端与效应腔连通，另一端为开放端；驱动单元固定在效应腔的外壁上，其驱动端与谐振管的开放端连接，其驱动方向为谐振管的伸缩方向。

技术领域

本发明涉及声学效应舱，具体涉及一种基于亥姆霍兹共振腔的自动调频声学效应舱及调频方法。

背景技术

声学效应舱是在封闭空间内产生高声压级声波的实验装置，一方面可用于产生特定信号特征的标准声波，另一方面可用于开展特定频率高声压声波作用下的生物效应研究，尤其是低频声波生物效应的研究。当所需声波频率相对较低时，往往很难达到理想的声压级，需要借助亥姆霍兹共振腔，亥姆霍兹共振腔是封闭空间发声装置的典型谐振结构，由封闭腔体与谐振管组成，能够使得所需频率声波得到最大程度的增益，以达到提高声压级的目的。亥姆霍兹共振腔的谐振频率由腔体体积、谐振管直径及谐振管的长度共同决定。

现有的声学效应舱主要存在以下几方面的问题：(1)声学效应舱整体按照所需频率设计，一旦构建完成，其声波频率范围固定，无法调节；(2)固定结构的声学效应舱，其谐振频率固定，导致其工作频率范围窄，适用性较差；

(3)固定结构的声学效应舱限制了生物效应研究过程中声场参数和图像测量等多元资料的获取。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于亥姆霍兹共振腔的自动调频声学效应舱及调频方法，以解决现有的声学效应舱结构固定，其谐振频率固定，导致其工作范围固定，适用范围小的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于亥姆霍兹共振腔的自动调频声学效应舱，其特殊之处在于：包括效应腔、声场激励件、谐振管以及驱动单元；

所述效应腔为密封腔体；

所述声场激励件密封安装在所述效应腔一侧，并与所述效应腔连通，用于激励效应腔内产生高声压级声场；

所述谐振管为伸缩管，其一端与所述效应腔连通，另一端为开放端；

所述驱动单元固定在所述效应腔的外壁上，其驱动端与所述谐振管的开放端连接，其驱动方向为谐振管的伸缩方向。

进一步地，所述谐振管包括N节依次首尾相互滑动连接的直管，N≥3；

N节所述直管直径沿谐振管伸展方向依次减小，第N节直管(33)的尾端为开放端。

进一步地，每节所述直管一端外壁上设有外环形凸起，另一端内壁上设有内环形凸起；

直径较大的直管套装在与之相邻且直径较小的直管一端外，并通过所述外环形凸起与内环形凸起相互卡滞限位；所述外环形凸起和与之接触的直管内壁间隙配合；所述内环形凸起和与之接触的直管外壁间隙配合。

进一步地，所述驱动单元包括丝杠、移动滑块、驱动电机、电机控制单元以及伸缩引导环；

所述丝杠沿谐振管的伸缩方向设置；

所述移动滑块、螺纹套装在丝杠上；

所述驱动电机的输出轴与丝杠一端连接；

所述电机控制单元与所述驱动电机电连接；

所述伸缩引导环一端与所述谐振管的开放端连接，另一端与所述移动滑块连接。

进一步地，所述驱动单元还包括第一限位开关和第二限位开关；

所述第一限位开关和第二限位开关均固定设置在所述丝杠靠近谐振管的一侧；