[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

说明书

本发明公开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，属于高声压传声器校准领域。本发明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和振膜系统。振膜系统包括可更换耦合腔、振膜、驱动器。可更换耦合腔在宽频范围内产生均匀的声压；通过振膜的振动，在封闭的耦合腔内产生高声压；驱动器将电能转化为机械能，产生动态力驱动振膜产生预期振动，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通过动态力传感器、光学传感器测量产生的动态力或动态运动的量值，通过闭环反馈系统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。

技术领域

本发明涉及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，具体涉及高声压传声器的专用计量校准装置，其具有频率(0.1Hz～5000Hz)和幅值(124dB～180dB)连续可调，并且可以实现量值溯源到长度、时间等基本量，属于高声压传声器校准领域。

背景技术

目前低声压级传声器校准技术已经很成熟，包括JJG175《工作标准传声器检定规程》和JJF1653《电容式工程测量传声器校准规程》对工作标准传声器和工程测量传声器的校准方法和装置都进行了规定，其量值传递和准确性也得到了保障。

但是随着武器爆炸、飞机发动机局部噪声、机械声疲劳等方面的高声压测量需求的增多，一些高声压传声器量程上限达到180dB。虽然国外丹麦BK公司生产了9719高声压校准器，其采用扬声器在驻波管内产生高声压。校准时和一个理论条件下的压电压力传感器进行比较校准，无法溯源。并且其频率只是单一的500Hz，最高声压174dB，无法对高声压传声器的频率响应进行校准溯源。国内也有北京航天计量测试技术研究所闫磊等研制了类似的产品，但都无法覆盖高声压传声器的频率和幅值范围，溯源不明确。

因此需要设计一种具有频率(0.1Hz～5000Hz)和幅值(124dB～180dB)连续可调，并且可以实现量值溯源到长度、时间等基本量的高声压传声器校准器，以解决了高声压的溯源难题。

2012-10-10公开的专利：CN102655628B，题目：《一种传声器高声压-相移特性的检测装置》，发明人：杨晓伟；闫磊；朱刚；刘鑫；孙凤举。公开了一种传声器高声压-相移特性的检测装置及方法。其通过等相位耦合腔、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；在驻波管内的扬声器连接功率放大器，功率放大器连接信号源，信号源连接计算机；参考传声器和被校传声器分别安装在等相位耦合腔的两侧壁处；参考传声器与被校传声器还连接信号放大器，信号放大器连接计算机。本实用新型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％；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。

2014-03-05公开的专利：CN203463653U，题目：《一种用于高声压传声器校准的两段密封机械结构》，发明人：杨晓伟；闫磊；朱刚等。公开了一种用于高声压传声器校准的两段密封机械结构。该实用新型提供一种用于高声压传声器校准的两段密封机械结构。其中，异形O型圈嵌入螺纹旋进圈的凹槽中，传声器前置放大器与传声器连接后，插入螺纹旋进圈的安装孔内，使螺纹旋进圈与传声器之间的异形O型圈压紧；标准O型圈和楔形密封顶圈埋入传声器安装壁的安装孔内；传声器套入传声器保护栅外壳内，传声器保护栅外壳插入传声器安装壁的安装孔内，拧紧螺纹旋进圈，通过螺纹拧紧推力作用，使传声器安装壁与传声器保护栅外壳之间通过标准O型圈和楔形密封顶圈压紧。本实用新型结构可将传声器位置固定，传声器轴线与安装孔轴线不偏移，双层密封结构降低压力泄露率。