[实用新型]基于位移反馈型振动台的次声发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种次声发生装置，特别是一种可产生标准次声声压信号、用于校准次声传感器的次声发生装置。

技术背景

次声波广泛存在于自然界和人类生产生活中，如火山喷发、地震、核爆炸、火箭发射、超音速飞机飞行等均会产生次声波。近年来，次声检测在环境保护、军事监察等领域越来越多地引起了人们的重视；此外，由于次声波具有传播距离远、穿透能力强、不易察觉等特点，次声波技术在军事、医学、工业生产等领域的应用也越来越广泛。

次声传感器对于次声波的检测和应用至关重要。为正确应用次声传感器，按照计量检定规程的规定，必须在出厂前或使用一段时间后，对次声传感器的灵敏度等各项性能指标进行校准。次声传感器校准系统是发展次声传感器技术的重要保证，它是通过次声发生装置产生标准次声声压信号，用“绝对法”或“相对法”对次声传感器进行校准。次声发生装置是次声传感器校准系统的重要组成部分，其产生的次声声压信号质量将直接决定对次声传感器的校准精度。目前国内外次声发生装置多由电机或振动台直接带动活塞做往复运动产生正弦次声声压，但由于非线性参数的影响，所产生的次声声压波形失真度较大，从而影响次声传感器的校准精度。

实用新型内容

为克服现有的次声发生装置存在波形失真度大的缺点，本实用新型提供了一种波形失真度小，保障次声传感器的校准精度的基于位移反馈型振动台的次声发生装置。

基于位移反馈型振动台的次声发生装置，包括位移反馈型振动台系统，次声发生腔和测量振动台的振动位移的激光测振仪，激光测振仪获取的振动位移计算获得次声发生腔产生的标准声压值；

位移反馈型振动台系统包括信号发生器、功率放大器、振动台和位移反馈组件；位移反馈组件包括测量振动台的运动部件的位移波形的位移传感器、比较位移波形与信号发生器产生的标准信号的偏差的比较器和对偏差信号进行计算处理的控制器，位移传感器与比较器之间还设有调理位移波形的信号调理电路；位移传感器获取的位移波形经信号调理电路处理后，经比较器与信号发生器产生的标准信号相减得到偏差信号，偏差信号经控制器计算处理后，输入功率放大器，驱动振动台进行纠偏运动，从而实现振动台输出位移精确跟踪低失真的信号源波形，降低了振动台输出位移波形的失真度，进而降低次声发生装置输出声压信号的失真度。

振动台设有允许激光测振仪的测量光通过的光通道和将测量光反射回激光测振仪的反射体，测量光从振动台的尾部入射，反射体固定在振动台的运动部件背面；

次声发生腔为密闭腔体，次声发生腔内设有与腔体适配的活塞，活塞与振动台的运动部件的正面固定连接，被校准次声传感器安装在次声发生腔的腔体内。

次声发生装置的基本原理是在尺寸远小于媒质中声波波长的密闭腔中(尺寸最大是波长的1/20)，通过活塞的运动，在密闭腔中激励出压力波，根据绝热气体定律，次声发生腔产生声场声压可表示为：

                    公式1

式中：p为声压；γ为空气比热比；p₀为静压；d为活塞的直径；x为活塞运动的位移；V₀为活塞平衡位置时的密闭腔的体积。通过激光测振仪测得活塞位移x后，代入上式可得密闭腔中的标准声压值，进而实现绝对法校准次声传声器。本装置中，由于位移反馈型振动台可输出失真度较低的振动位移，根据以上公式得知，可在次声发生腔中产生失真度较低的声压信号。

进一步，以公式1得到的标准声压值作为被校准次声传感器的校准基准；或者所述的次声发生腔内还设有标准次声传感器，标准次声传感器的输出作为被校准次声传感器的校准基准。

进一步，所述的次声发生腔包括腔体、与腔体适配的活塞、活塞端密封装置、传感器安装密封盖和托持腔体的支座。

进一步，所述的传感器安装密封盖上开设有容纳被校准次声传感器的容纳孔，容纳孔与被校准次声传感器之间设有传感器密封套筒。若腔体内还设有标准次声传感器，所述的传感器安装密封盖上还开设有容纳标准次声传感器的容纳孔，容纳孔与标准次声传感器之间设有传感器密封套筒。