[实用新型]一种传声器高声压-相移特性的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及声学计量技术领域，具体涉及一种传声器高声压-相移特性的检测装置。

背景技术

传声器又称“声电换能器”，是声学测试中关键的传感器，是把空气中声信号转换为电信号的变换装置，其灵敏度具有相位特性，通常被称为相位灵敏度。近年来随着现代声学测试技术不断发展，出现了声全息分析、声测目标定位、声测故障分析、声振耦合分析等新技术，这些技术都需要使用传声器的相位灵敏度，主要应用于噪声源定位分析、远距离声目标识别、发动机噪声故障诊断、火箭发射现场测试等声学测试工作，这些测试环境的声压级覆盖了自80dB到165dB的动态范围，而传声器在高声压级(140dB以上)环境下会出现非线性相位偏移特性，引入的传声器相位误差是影响测量结果准确度的主要来源。

针对引入的传声器相位误差，现有的校准技术采用压力场耦合腔相对相位校准方法，可以在124dB声压级的环境下校准传声器相位灵敏度，校准结构原理如图1所示。信号源3输出一固定频率(250Hz)简正信号，在有源耦合腔2内产生这一频率的压力场声压信号，有源耦合腔2的空间尺寸要求小于波长的1/20，产生的声压级不超过124dB，有源耦合腔2两端安装被校传声器1和标准传声器4，使这两个传声器感受到等幅值等相位声压信号，通过测量放大器7被变换为电信号，信号采集卡6将模拟电信号A/D转换为数字信号传输给计算机5处理，计算机5通过互谱分析计算出两路电信号的相位差，即可计算出这一频率下被检传声器相对标准传声器的相位差。但是，在高声压级(140dB以上)环境下，再采用这种方法对相位校准，会产生传声器相位灵敏度非线性相移的难题，无法实现传声器相位校准。

发明内容

本实用新型为解决传声器相位灵敏度在高声压级(140dB以上)环境下非线性相移的校准问题，提出一种传声器高声压-相移特性的检测装置，其使用驻波声场原理使声源达到160dB的高声压，且失真度＜1％，借助等相位耦合腔可实现传声器相位灵敏度在高声压环境下的相移特性校准。

实现本实用新型目的的技术方案：一种传声器高声压-相移特性的检测装置，其包括一个倒“U”形的等相位耦合腔，等相位耦合腔固定连接在中心带有通孔的变截面反射端盖上方；等相位耦合腔的内径与变截面反射端盖的通孔内径相等，等相位耦合腔的外径小于变截面反射端盖的外径；驻波管的顶端固定连接在变截面反射端盖下方，驻波管的底端固定连接在底面反射端盖上；驻波管的内径大于变截面反射端盖的通孔内径，驻波管的外径等于变截面反射端盖的外径；通过等相位耦合腔、变截面反射端盖、驻波管、底面反射端盖形成一个变截面密闭空间；

在驻波管内、底面反射端盖上方设有扬声器；扬声器通过引出线连接功率放大器，功率放大器还连接信号源，信号源再连接计算机；其中，计算机控制信号源连接功率放大器驱动扬声器发出简正声波信号；扬声器发出的简正声波信号在上述变截面密闭空间内多次反射形成高声压驻波场；

在等相位耦合腔的两侧壁对称位置处开通口，参考传声器和被校传声器分别安装在通口处；参考传声器与被校传声器还分别通过引出线连接信号放大器，信号放大器再连接计算机；其中，参考传声器监测等相位耦合腔内的声压幅值，通过信号放大器将实时的声压幅值传递给计算机，再由计算机控制信号源、进而控制等相位耦合腔内的声压幅值；通过测量参考传声器与被校传声器在不同声压级下的相位差即可得到传声器高声压-相移特性。

如上所述的一种传声器高声压-相移特性的检测装置，其所述的等相位耦合腔的外径为变截面反射端盖的外径的1/2～1/3倍；所述的驻波管的内径为变截面反射端盖的通孔内径的2～3倍。

如上所述的一种传声器高声压-相移特性的检测装置，其所述的扬声器发出的简正声波信号在变截面密闭空间内多次反射形成高声压驻波场，该驻波场内声压级可达94～160dB，声波失真度＜1％。

本实用新型的效果在于：本实用新型所述的一种传声器高声压-相移特性的检测装置，可实现等相位耦合腔内声压级的反馈控制，可发生上限160dB，下限94dB的声压信号，且失真度＜1％；可以解决高声压级(140dB以上)环境下传声器灵敏度非线性相移的校准问题。

附图说明

图1为采用压力场耦合腔相对相位校准方法；

图2为本实用新型所述的一种传声器高声压-相移特性的检测装置结构示意图；