Генератор низкочастотных акустических полей Советский патент 1982 года по МПК B06B1/20 

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к устройствам для возбуждения мощных низкочастотных акустических полей, и предназначено для исследования действия этих полей на различные объекты, а также для проведения акустических измерений. . Известны генераторы низкочастотных акустических полей, позволяющие создавать в ограниченном объеме (ли-нейные размеры которого меньше длины волны) низкочастотные акустические поля с параметрами свободно распространяющихся волн, содержащие герметичную камеру, стенки которой являются направляющими для расположенного в рабочем объеме камеры поршня связанного с приводом через элемент регулирования величины перемещения. В рабочем объеме камеры размещены также два поршня, жестко связанные между собой и пространственно размещённые относительно одиночного поршня, соединенные, с общим приводом через элемент регулирования величины перемещения .

Недостатком таких устройств является возникновение в камере нескомпенсированной компоненты колебательной скорости, сдвинутой по фазе на угол /Г/2 относительно основной и перпендикулярной ей, что искажает акустическое поле особенно при больших амплитудах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является генератор низкочастотных акустических полей,

10 содержащий герметичную камеру, размещенный в ней поршень и кинематически соединенный с ним привод, а стенка камеры, противолежащая поршню, выполнена-подвижной в осевом

15 направлении f2.

Недостатком, известного устройства является невозможность реализации фазовых соотношений между компонентами свободно распространяющейся

-20 волны, т.е. синфазности акустического давления и колебательной скорости.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем генерации акустического поля с пара25метрами свободно распространяющейся волны.

Указанная цель достигается тем, что в генераторе низкочастотных акустических полей, содержащем гер30метичную камеру, размещенЬый в ней поршень и кинематически соединенный с ним привод, а стенка камеры, противолежащая поршню, выполнена подвиж ной в осевом направлении, пo Jвижнaя стенка выполнена в виде дополнительного поршня, который также кинематически соединен с приводом, а поршни смещены по фазе на угол 2ai, который определен из уравнения tg с -у, где К - волновое число; .t- расстояние между поршнями при их синфазной уста новке., На чертеже схематично представлен генератор низкочастотных акустически полей, продольный разрез. генератор низкочастотных акустических полей содержит герметичную камеру 1, размещенный в ней поршень 2, кинематически соединенный с ним привод 3, а стенка камеры 1, противолежащая noptiHro 2, выполнена подвижной в осевом направлении и представляет собой дополнительный поряень 4, который также кинематически соединен с приводс 1 3. Поршни 2и 4 смещены по фазе на угол 2 о., который определен из уравнения Кб tga -7- где К - волновое число; С- расстояние между поршнями 2 и 4 npii их синфазности. Между приводом 3и поршнями 2 и 4 установлен элемент 5 регулирования величины перемещения.Устройство работает следующим образом. Вращательный момент от привода 3 передается через элемент 5 регулирования величины перемещения поршней 2 и 4. Амплитуды смещения поримей А и необходимые фазовые сдвиги между положениями поргиней 2 и 4 определяют ся из соотношений для свободно распространяющейся волны, акустического давления PQ в камере 1 и амплитуды колебательной скорости V на частоте f 6 Rr-10 ef, где В - амплитуда синхронного переме щения поришей при нулевом сдвиге во взаимном положении поршней 2 и 4. Так как длина кг1меры 1 - существенно меньше- длины волны, то А« B и угол d. весьма мал, то для принятого гармонического закона движения поршней колебательная скорость в объеме камеры 1 будет- равна Y--U)Ve ч- siwuJt ajBsiMwt-,; т.е. она синфазна с 4 колебаниями давления. Таким образом, для данной частоты в камере будет генерироваться акустическое поле с параметрами свободно распространяющейся волны. Изобретение позволяет реализовать акустическое поле стоячей волны Ж (при 2uL г волновую и неволновую зоны поля бегущей волны, различные участки стоячей волны, комбинированные поля, т.е. большинство, практически важных видов интенсивных низкочастотных акустических полей, что значительно расширит технологические возможности генератора;. Формула изобретения Генератор низкочастотных акусти-. ческих полей, содержащий герметичную камеру, размещенный в ней поршень и кинематически соединенный с ним привод, а стенка камеры, противолежащая поршню, выполнена подвижной в осевом направлении, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем генерации акустического поля с па раметрами свободно распространяющейся волны, подвижная стенка выполнена в виде дополнительно1х поршня, который также кинематически соединен с приводом, а поршни смещены по фазе на угол 2 с, который определен из уравнения tg«l Кб -2, где К - волновое число, t расстояние между поршнями при их синфазной установке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР по заявке 2677370/18-28, кл. В Об В 1/18, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР 713600, кл. В 06 В 1/20, 1978 (прототип) .