Акустический резонатор Советский патент 1992 года по МПК G10K11/00 

Изобретение относится к технической акустике, в частности к преобразователям акустических колебаний в жидкой и газообразной средах, может быть использовано в гидроакустике, в океанологических исследованиях и в устройствах по обнаружению целей, в звуковой электротехнике, в технологических процессах и в резонансных звукологлотительных устройствах.

Известен резонатор Гельмгольца, состоящий из жесткого корпуса, в котором размещены возбудитель колебаний, камера податливости и акустическое горло 1.

Недостатком этого резонатора является отсутствие возможности эффективно генерировать акустические сигналы в широкой полосе частот.

Ближайшим аналогом изобретения является резонатор, содержащий цилиндрическую полость, дно которой установлено с

возможностью перемещения, и горловину с конусообразным каналом, в которую введен регулировочный элемент, состоящий из лепестков 2.

Недостатками этого акустического резонатора является узкая полоса эффективных рабочих частот, отсутствие дистанционного управления и невозможность перехода от одной частоты к другой в реальном масштабе времени.

Целью изобретения является обесг.че- ние оперативной перестройки резонансной частоты в широком диапазоне частот.

Цель достигается тем, что в акустический резонатор, состоящий из корпуса с цилиндрической полостью и горловиной, выполненной с возможностью изменения ее геометрических размеров, введена эластичная оболочка, расположенная между стенкой корпуса и горловиной, образующая

Ч

О

о ел

4 О

со стенками горловины замкнутое пространство, заполненное ферромагнитной жидкостью (ФМЖ). в которой размещен кольцевой секционный электромагнитный индуктор, а пространство между стенками корпуса и эластичной оболочкой связано с введенным источником давления.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом являются: выполнение акусти- . ческого горла в виде секционного индукто- ра; заключение ФМЖ между двумя эластичными оболочками, из которых внутренняя оболочка определяет границы акустического горла, а внешняя разделяет ферромагнитную жидкость и газ. находящийся между эластичной оболочкой и корпусом; снабжение излучателя газовой камерой в районе акустического горла, в которой газ отделен от ФМЖ эластичной оболочкой. Эти признаки позволяют считать предложенное техническое решение соответствующим критерию новизна.

Известно широкое применение ФМЖ в технике. С ее помощью можно управлять движением тел (авт. св. № 537149) с добавлением абразивных частиц успешно обрабатывать поверхности (авт. св. № 52324С использовать в муфтах (п.Англии N° 824047).

Из технической Литературы и патентной документации выявлено применение ФМЖ в источниках для генерации звука, но применение ФМЖ в акустических резонаторах с целью управления формой акустического горла не выявлено. Не выявлены другие технические решения, содержащие перечисленные выше отличительные признаки, а также их совокупность, что позволяэт считать предложенное техническое решение соответсвтующим критерию существенные отличия.

На фиг.1 изображен акустический резонатор; на фиг.1 - изменение формы акустического горла.

Акустический резонатор (фиг.1) содержит жесткий корпус 1, в котором смонтированы широкополосный возбудитель 2 колебаний, камера 3 податливости с акустическим горлом 4, Акустическое горло образовано кольцевым секционным индуктором 5. помещенным в ФМЖ 6, заключенную между двумя эластичными оболочками 7 и 8. Между оболочкой 8 и корпусом 1 размещена газовая камера 9. Индуктор 5 состоит из отдельных секций а, Ь, с. Внутренняя оболочка 7 определяет границы акустического горла 4, а внешняя акустическая оболочка 8 разделяет ФМЖ 6 от газа, находящегося в камере 9.

Акустический резонатор работает следующим образом.

В исходном состоянии электрический ток в секциях а,Ь,с индуктора 5 отсутствует,

давление газа в камере 9 минимальное.

Ввиду наличия сил упругости (внутренних) в эластичной оболочке 7, она занимает положение, определяющее наибольшее сечение акустического горла 4 (фиг.1). Это по0 ложение акустической оболочки 7 определяет наибольший объем акустического горла 4 и самую высокую резонансную частоту, что соответствует самой высокой частоте возбудителя 2 колебаний.

5При изменении (понижении) частоты

возбудителя колебаний для сохранения условия резонансного генерирования акустических сигналов изменяют (повышают) давление газа в камере 9 и подается соот0 ветствующий ток на секции индуктора 5.

При изменении давления газа в камере 9 эластичная оболочка 8 перераспределяет ФМЖ 6 из внешнего объема внутрь индуктора 5 и ФМЖ воздействует на эластичную

5 оболочку 7, плавно изменяя (уменьшая) сечение акустического горла 4 и, следовательно, плавно изменяется резонансная частота возбудителя 2 колебаний и излучаемый акустический сигнал в окружающую среду.

0 Для оперативной перестройки резонансной частоты излучаемого сигнала в широком диапазоне частот на секции а,Ь,с индуктора 5 подают соответствующей силы ток, который своим магнитным полем пере5 распределяет ФМЖ, тем самым образуя все новые формы акустического горла 4 (фиг.2). При увеличении тока на секции с индуктора 5 форма акустического горла 4 формируете; эластичной оболочкой 7, как

0 показано на фиг.2 в верхней части конструкции пунктирной линией.

При увеличении тока на секции а форма акустического горла 4 формируется эластичной оболочкой 7, как показано на фиг.2 в

5 нижней части конструкции сплошной линией.

При равномерном изменении силы тока во всех секциях а,Ь,с эластичная оболочка 7 формирует акустическое горло 4, как пока0 зано на фиг.1.

Всем этим состояниям акустического горла соответствует частота возбуждений возбудителя 2 колебаний.

Введение ФМЖ, помещенной в эла5 стачные оболочки, и размещение в ФМЖ индуктора позволяют оперативно производить перестройку рабочей частоты акустического резонатора.

Кроме предпочтительного варианта, описанного выше, могут быть предложены

другие варианты с некоторыми изменениями, например эластичная оболочка 0 омывается водой через отверстия в корпусе 1.

Применение изобретения позволит на резонансных войствах высоко- зфФектмв л& акустические преобразователи, способные поглощать или генерировать в окружающую среду акустические сигналы з широкой полосе.

го о р м у л а изобретения Акустический резонатор, состоящий из корпуса с цилиндрической полостью и горловиной, выполненной с возможностью из

0

менения ее геометрических размерен, о л- ичающийся тем, что, с целью обеспечения оперативной перестройки резонансной часто 1 ы в широком диапазоне уас то , в него введена эласг 1чняя оОо очк ная между стенч п-i ксрпх-са п oo-i -иног образующая со стендами горлгв.ны замкнутое пространство, заполненное Ферромагнитной жидкостью, в которой pasrieii .e1 кольцевой секииоичый эле5стро гн Л1пь«и индуктор, а просгранстзо стенхзг- п корпуса и эластичной оболочкой связано с введенные источником давлек я.

Использование: излучение или поглощение акустических колебаний в жидкой или газообразной среде. Сущность изобретения: акустический резонатор содержит корпус с цилиндрической полостью и горло- викой. Горловина выполнена с. возможностью изменения ее геометрических параметров за счет введения между ней и стенкой корпуса эластичной оболочки, образующей замкнутое пространство со стенками горловины. Замкнутое пространство заполнено ферромагнитной жидкостью, в которой размещен кольцевой секционный электромагнитный индуктор. Пространство между станками корпуса и эластичной оболочкой связано с источником давления. 2 ил.

А

Фиг 1

Фиг. 2