[发明专利]一种机电一体式低频声发射换能器

说明书

本发明涉及一种机电一体式低频声发射换能器，由电磁驱动装置、用于平衡管内液体介质静压力的低频声激励装置及声测量腔连接形成一体式结构；本发明结构简单、使用方便，利用粘性阻尼器在低速相对运动时可以自由移动，在高速相对运动时可以当作刚体来解决静态加压时的位移补偿问题，其即可以实现静态位移的补偿又可以实现一定频率以上动态力向机械式活塞的传递，其具有结构紧凑、性能优良及使用方便的优点，有效满足泵与阀声学传递特性测试、管路元件声阻抗特性测试及管道噪声主动控制的需要，同时还满足水下声学材料低频段声阻抗等声学参数测试的需要。

技术领域

本发明涉及换能器领域，尤其涉及一种可以广泛用于泵与阀的水动力噪声源特性测试、流动状态管路元器件声阻抗测试、以及管内工作介质水动力噪声主动控制、水声材料低频声学性能测试的机电一体式低频声发射换能器。

背景技术

目前在水声测试领域应用的声学换能器基本上均是压电换能器，这种换能器频响范围宽、性能稳定，但工作频率的下限较高，一般为200Hz以上，而管路设备与元件的声学性能测试所要求的频率下限需要达到20Hz甚至更低，压电换能器显然不能满足需要。

采用机械式活塞与电磁激振机的结合可以解决管路低频声学性能测试的问题，但这样应用存在以下缺点：

1)电磁激振机与机械活塞是两个独立结构，安装使用不方便，需要辅助支架或行车吊挂激振机；

2)由于激振机通过连接杆向活塞传递动态力，连接杆较细、刚度不足，由激振机传递给活塞的振动能量受到限制，影响活塞声发射的强度；

3)在进行管内工作介质水动力低频线谱噪声主动控制时，采用激振机与活塞组合的方式相位特性不好，难以工程实用化。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种机电一体式低频声发射换能器，其具有结构紧凑、性能优良及使用方便的优点，有效满足泵与阀声学传递特性测试、管路元件声阻抗特性测试及管道噪声主动控制的需要，同时还满足水下声学材料低频段声阻抗等声学参数测试的需要。

本发明所采用的技术方案如下：

一种机电一体式低频声发射换能器，由电磁驱动装置、用于平衡管内液体介质静压力的低频声激励装置及声测量腔连接形成一体式结构；

所述电磁驱动装置的具体结构如下：

包括磁缸后盖，在所述磁缸后盖内部的上下面分别设置固定磁缸，在所述固定磁缸的表面设置固定磁铁，在上下相邻的两个固定磁铁之间设置可动磁缸，所述可动磁缸的内部设置连接阻尼器；

所述低频声激励装置的具体结构如下：

包括带有出气孔的活塞缸体，前活塞盘和后活塞盘与所述活塞缸体密封连接，所述后活塞盘的一端与活塞顶杆的一端固接，所述前活塞盘与所述活塞顶杆的外周配合，所述活塞顶杆的另一端顺序贯穿隔板、后活塞盘并与连接杆的一端连接，所述连接杆的另一端贯穿阻尼器及可动磁缸；于所述前活塞盘与后活塞盘之间、在所述活塞顶杆的外周还配合隔板，所述隔板使前活塞盘与后活塞盘之间分隔形成左压缩气腔及右压缩气腔，于所述左压缩气腔及右压缩气腔内，在所述隔板的两侧分别连接弹簧，于所述隔板及活塞缸体的内部均开设用于连通左压缩气腔及右压缩气腔的进气孔；

所述声测量腔的具体结构如下：

包括与所述活塞缸体另一侧密封连接的前测量腔，所述前测量腔未接触活塞缸体的一端与后测量腔密封连接，所述后测量腔与后刚性支座固接，于所述前测量腔上设置前测量腔水听器，在所述后测量腔的轴心处还设置后测量腔水听器。

作为上述技术方案的进一步改进：

在各固定磁缸的一端还与调节套的一端连接，所述调节套的另一端与磁缸后盖的内壁连接；