[发明专利]一种幅值和频率可调的具有溯源性的高声压传声器校准器

权利要求书

1.一种幅值和频率可调的具有溯源性的高声压传声器校准器，其特征在于：包括传声器安装结构、传声器预紧结构、高声压绝对法闭环实时反馈测控系统(12)和用于产生高声压的振膜(7)系统；所述用于产生高声压的振膜(7)系统包括耦合腔(5)、振膜(7)、驱动器(10)；传感器(4)通过密封结构以及传声器预紧机构安装在传声器安装结构上，保证声学密封性，使得耦合腔(5)内不会产生声泄漏；可更换耦合腔(5)通过定位导向结构和传声器预紧机构实现快速更换，在宽频范围内产生均匀的声压；通过振膜(7)的振动，在封闭的耦合腔(5)内产生高声压；驱动器(10)将电能转化为机械能，产生动态力驱动振膜(7)产生预期振动，从而在空气中激发出高量级的声压；高声压绝对法闭环实时反馈测控系统(12)通过传感器(4)测量产生的动态力或动态运动的量值，通过计算公式获得声压大小，通过高声压绝对法闭环实时反馈测控系统(12)对高声压的频率和幅值进行控制，保证其达到预期的频率和幅值，实现稳定声压的输出，并实现声压向基本量的溯源；

所述振膜(7)由金属制成，在产生振动的同时承受20kPa以下的压力不发生损坏，振膜(7)通过连接机构和驱动器(10)连接，驱动器(10)将电能转化为机械能，产生动态力驱动振膜(7)产生预期振动，从而在空气中激发出高量级的声压；耦合腔(5)采用导向机构，通过卡扣锁紧，便于更换和安装；耦合腔(5)通过隔振结构安装在振膜(7)上，从而用于在其内部实现在频率0.1Hz～5000Hz或者更宽的频率范围内产生124dB～180dB的高声压

所述传声器安装结构中，传声器通过安装孔齐平安装，安装孔内部有橡胶密封圈进行密封，橡胶密封圈通过压紧弹簧的传声器预紧结构压紧；预紧力通过压紧弹簧调整，传声器预紧结构用于便于拆装更换以适用于不同的传声器；保证声学密封性，使得耦合腔(5)内不会产生声泄漏；

所述的高声压绝对法闭环实时反馈测控系统(12)，用于实现量值向动态力和动态运动的溯源，进而溯源到长度、时间、质量基本量；高声压绝对法闭环实时反馈测控系统(12)中，通过传感器(4)测量振膜(7)的动态力或者动态运动量，采用负反馈实现高声压频率和声压级的稳定可调，测量得到的动态力或者动态运动量能够直接转化为声压的频率和幅值，通过显示仪表实现实时显示，测量得到的声压具有溯源到基本量的特性；

快锁旋钮(6)用于将耦合腔(5)固定在振膜(7)上方；

导向杆(8)用于定位，形成三角形的导向机构，方便更换耦合腔(5)时保证安装的平面度，实现快速导向安装，耦合腔(5)具有弹性支撑结构，以减小外部振动的干扰。

2.如权利要求1所述的一种幅值和频率可调的具有溯源性的高声压传声器校准器，其特征在于：当测量动态力或动态运动时，根据以下公式获得绝对声压级：

其中：L_p——声压级，dB

F——动态力，kg·m/s²

S——振膜(7)面积，m²

P₀——参考声压级20μPa

当测量动态运动量时，根据以下公式获得绝对声压级：

其中：L_p——声压级，dB

m——运动等效质量，kg

a——加速度，m/s²

S——振膜(7)面积，m²

P₀——参考声压级20μPa

从而实现量值溯源到质量(kg)、长度(m)、时间(s)基本量。

3.如权利要求1或2所述的一种幅值和频率可调的具有溯源性的高声压传声器校准器，其特征在于：测量得到的声压的频率和幅值通过显示器(13)实现实时显示。