[发明专利]一种低频声压发生装置

说明书

一种低频声压发生装置，包括声腔，密封膜，活塞，弹性支撑装置及其驱动机构；其特征在于：声腔前端设置有密封膜，且密封膜处于其平衡位置；活塞安装于弹性支撑装置上并与声腔同轴线，活塞通过密封盖与密封膜相连；低速伺服电机通过驱动机构驱动活塞带动密封膜在声腔内做往复直线运动。本发明的优点在于：初始时密封膜处于平衡位置，对于声腔内理论声压的计算过程更加简便且结果更加准确；活塞安装于弹性支撑装置上避免了其径向的跳动减小了试验误差；通过电机驱动活塞带动密封膜在声腔内产生幅值正弦变化的低频声压。

技术领域

本发明属于声学计量技术领域，特别是涉及一种低频声压发生装置。

背景技术

声波的精确测量是声学研究和应用的前提。声学测量设备是分析研究声学问题的重要工具，可以为理论声学和数值声学的研究提供实验验证。目前几乎所有的声学测量设备中都包含传声器(一种把声压信号转换成电信号的声电换能器)。为了保证传声器输出的电压信号的准确性，按照标准的规定，在传声器出厂前或者是使用之前，都必须使用校准设备对传声器的灵敏度进行校准。

活塞发声装置是最为直接的在声腔内复现声压量值的原级校准方法，并且被广泛认可为最合适传声器低频校准的方法。活塞发声装置的基本原理就是耦合腔内正弦振动的活塞在声腔内产生可以计算声压的声场，校准时传声器前端置于耦合声场内，传声器输出的开路电压与声场声压的比值就可以得到传声器的灵敏度。现有的活塞发声装置一般都是通过电磁激振器驱动活塞做正弦运动，存在制造成本高昂、养户困难、操作复杂等缺点。

发明内容

为了克服现有的活塞发声装置制造成本高昂、养户困难、操作复杂等缺点，本发明提供了一种低速伺服电机驱动的低频声压发生装置。

一种低频声压发生装置，包括声腔，密封膜，活塞，弹性支撑装置和驱动机构，其特征在于：声腔安装于水平平台上，声腔前端设置有密封膜，且密封膜的圆心位于声腔轴线上；活塞安装于弹性支撑装置上并与声腔同轴线，活塞通过密封盖将密封膜夹紧，当活塞处于静平衡位置时，密封膜恰好为一平面，即处于其静平衡位置；驱动机构由低速伺服系统及曲柄连杆机构构成，低速伺服系统包括低速伺服电机及其驱动器，低速伺服电机通过电机支架安装于水平平台上；低速伺服电机的主轴轴线与声腔轴线共面正交，且与水平平台平行；低速伺服电机、曲柄连杆机构和活塞连接在一起，低速伺服电机匀速旋转，进而带动曲柄连杆机构驱动活塞和密封膜在声腔内做往复直线运动，在声腔内产生幅值正弦变化的低频声压。

进一步，弹性支撑装置由6片弹簧片和弹簧片支座构成，6片弹簧片为尺寸完全一致的铜质平面薄片，每三片一组在一个平面呈120°均匀分布；弹簧片外端与弹簧片支座固接，弹簧片里端与活塞固接；活塞一侧两组弹簧片的轴向安装间距与弹簧片支座一侧两组弹簧片的轴向安装间距相同，活塞处于静平衡位置时，弹簧片无初始变形。

进一步，活塞及密封盖的薄膜安装侧均设置有凹槽，凹槽内设置有O型密封圈；密封盖通过螺栓和O型密封圈把密封膜压装于活塞上。

进一步，曲柄连杆机构包括曲柄、曲柄轴、连杆和滚动轴承；曲柄通过轴承座安装于电机输出轴上，曲柄与伺服电机输出轴共轴线；曲柄外侧设置有偏心螺纹孔，曲柄轴通过螺纹孔安装于曲柄上，曲柄轴轴线与伺服电机输出轴轴线平行且不重合；连杆两端安装孔装有滚动轴承，连杆与滚动轴承之间为过盈配合；连杆一端通过螺母固定在曲柄轴上，另一端通过双头螺栓安装于活塞尾部的通孔上。

附图说明

图1为一种低频声压发生装置三维装配图

图2为一种低频声压发生装置侧面剖视图

图3为一种低频声压发生装置薄膜、薄膜安装座、薄膜压紧环、活塞和密封盖的连接示意图

图4为图3的局部放大图

图5为一种低频声压发生装置的伺服电机输出轴装配的剖视图