Устройство для излучения акустических колебаний в замкнутом объеме Советский патент 1980 года по МПК B06B1/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИИ В ЗАМКНУТОМ ОБЪЕМЕ

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для возбуждения низкочастотных акустических полей бегущих, стоячих волн и их комбинаций при исследовании действия этих полей на различные объекты, а также для проведения акустических измерений.

Известно устройство для генерации низкочастотных акустических полей бегущих волн, содержащее колеблющийся порщень, излучающий звуковые колебания в открытое пространство 1.

Однако такие излучатели эффеюивны только при размерах поверхности излучения, сравнимой или превыщающей длину излучаемой волны.

Известно также устройство для генерации низкочастотных акустических полей стоячих волн, создаваемых излучателем порщневого типа, в ограниченном объеме резонатора 2.

Длина этого резонатора должна быть кратна четверти или половины длины волны, а потребляемая мощность также достаточно велика. Для генерации низкочастотных бегущих волн резонатор этого типа не пригоден.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для излучения акустических колебаний в замкнутом объеме, содержащее установленные в герметичной камере и связанные через элементы регулировки с приводом три порщня, два из которых сочленены между собой и смонтированы с возможностью создания фазового сдвига относительно третьего порщня 3.

К недостаткам этого устройства следует 10 отнести сравнительно невысокий коэффициент его полезного действия.

Цель изобретения - повыщение коэффициента полезного действия устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что камера устройства снабжена 15 перегородкой, разделяющей рабочий объем камеры на два изолированных между собой объема, один из которых образован соответствующими стенками камеры, перегородкой и торцами трех порщней, а другой - соответствующими стенками камеры, пере20городкой и другими сторонами торцов этих же порщней.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит герметичную камеру 1 с одиночным поршнем 2 и системой из двух поршней 3 и 4, разнесенных в рабочем объеме камеры и сочлененных с возможностью синхронного осевого перемещения относительно друг друга. В камере 1 установлена перегородка 5, разделяющая рабочий объем камеры 1 на два изолированных между собой объема 6 и 7. Объем 6 образован соответствующими стенками камеры 1, одной из сторон перегородки 5 и торцовыми поверхностями поршней 2 и 3-4, а объем 7 образован соответствующими стенками камеры 1, обратной стороной перегородки 5, воздухопроводом 8 и обратными торцовыми поверхностями порщней 2 и 3-4. Поршни 2 и 3-4 через штоки 9 и 10 и соответствующие элементы 11 и 12 регулировки перемещений связаны с общим приводом, состоящим, например, из электродвигателя 13, редуктора 14 и кулисных механизмов 15 и 16. Места входа щтоков в объемы герметизированы. Элементы 11 и 12 регулировки перемещений состоят, например, из планщайб 17 и 18, насаженных на выходные оси редуктора и пальцев 19 и 20, установленных с возможностью радиального и азимутального перемещений относительно осей планшайб. Элементы регулировки перемещений поршней 2 и 3-4 настроены таким образом, чтобы имел место сдвиг фаз во взаимном положении одиночного поршня 2 и сочлененных порщней 3-4 относительно их средних положений.

Устройство работает следующим образом. При включении электродвигателя 13 крутящий момент через редуктор 14 передается к планщайбе 17 и 18 элементов 11 и 12 регулировки перемещений. Пальцы 19 и 20 приводят в возвратно-поступательное движение кулисные механизмы 15 и 16 и связанные с ними через штоки 9 и 10 соответствующие порщни 2 и 3-4. Колебательная скорость в объемах 6 и 7 создается синфазным перемещением поршней 3-4, а акустическое давление - перемещением поршня 2, причем фазы давления в объемах 6 и 7 противоположны друг другу. Амплитуды колебаний поршней, определяющие величины колебательной скорости (на данной частоте) и акустического давления регулируются перемещением соответствующих пальцев по плоскости планшайб, а необходимый для каждого типа генерируемого акустического поля фазовый сдвиг между компонентамиустановкой пальцев с начальным угловым сдвигом друг относительно друга на плоскости соответствующих планшайб. При равенстве объемов 6 и 7 ( с учетом объема воздухопровода 8) соотнощения между компонентами акустических полей в этих объемах также будут одинаковыми. Для создания в объеме 7 колебаний только акустического давления или только колебательной скорости соответственно перекрывается воздухопровод 8 или замыкается (при открытом воздухопроводе) до стенок камеры 1 перегородка 5. При этом в объеме 6 по-прежнему будет генерироваться акустическое поле с параметрами бегущей или стоячей волны.

Применяя предлагаемое устройство, сповышают коэффициент полезного действия возбудителя и проводят исследования действия на различные объекты отдельных

компонентов мощных низкочастотных акустических полей и совместного действия этих компонентов, что имеет место в полях бегущих или стоячих волн, кроме того проводят акустические измерения, например калибровку низкочастотных приемников широкого динамического диапазона.

Формула изобретения

Устройство для излучения акустических колебаний в замкнутом объеме, содержащее установленные в герметичной камере и связанные через элементы регулировки с приводом три порщня, два из которых сочленены между собой и смонтированы с возможностью создания фазового сдвига относительно третьего порщня, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия устройства, камера снабжена перегородкой, разделяющей рабочий объем камеры на два изолированных между собой объема, из которых один образован соответствующими стенками камеры, перегородкой и торцами трех поршней, а другой - соответствующими стенками камеры, перегородкой и другими сторонами торцов этих

же порщней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тюлин В. Н. Введение в теорию излучения и рассеяния звука. М., «Наука,

ГРФМЛ, 1976, с. 140.

2.сборник докладов Jnfra-sons, Collogues Jnternationaux, Paris, под ред. Л. Пимонова. 1974, с. 36.

3.Авторское свидетельство СССР по

заявке № 2677370/18-10, кл. В 06 В 1/02, 1976.