[发明专利]一种声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的装置和实验方法

权利要求书

1.一种声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的装置，其特征在于：包括基座(1)、龙门架(2)、传声器支架(3)、声源支架(4)和独立漩涡产生装置；所述声源支架(4)设置在基座(1)的一侧，传声器支架(3)活动设置在基座(1)上与声源支架(4)相对的一侧，所述龙门架(2)设置在基座(1)上位于声源支架(4)与传声器支架(3)之间，龙门架(2)上设有独立漩涡产生装置，独立漩涡产生装置位于声源支架(4)与传声器支架(3)的连线上；所述基座(1)、龙门架(2)、传声器支架(3)和声源支架(4)外表面均设有吸声海绵。

2.根据权利要求1所述的声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的装置，其特征在于：所述独立漩涡产生装置包括一对叶轮(5)，所述叶轮(5)在竖直方向上相对设置，在背离对向叶轮(5)的一侧上连接有直流电机(501)，直流电机(501)固定安装在龙门架(2)上。

3.根据权利要求2所述的声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的装置，其特征在于：所述叶轮(5)包括驱动盘(502)和生成盘(503)；所述驱动盘(502)的一面与直流电机(501)连接，另一面与生成盘(503)连接并设有较小间隙；生成盘(503)与驱动盘(502)连接的一面上设有叶片(504)，其中心设有通孔(507)。

4.根据权利要求3所述的声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的装置，其特征在于：所述生成盘(503)背离驱动盘(502)的一侧上设有凸台(506)，所述通孔(507)轴向穿过凸台(506)。

5.根据权利要求2所述的声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的装置，其特征在于：所述龙门架(2)为双层结构，所述叶轮(5)设置在不同的层上。

6.一种声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的方法，其包括如下步骤：

A：启动直流电机(501)形成独立漩涡；

B：关闭直流电机(501)，设定声源支架(4)至叶轮(5)轴心连线中心距离L₁，传声器支架(3)至叶轮(5)轴心连线中心距离L₂，设定声源频率，进行声场测量，获得时域声压数据；

C：启动直流电机(501)，等待电机转速、旋涡流场稳定后进行声场测量，获得时域声压数据。

D：改变直流电机(501)的转速和热线风速仪探针的位置，重复步骤A～C。

7.根据权利要求6所述的声波穿越旋涡的声场畸变特性试验的方法，其特征在于：所述声场测量包括如下步骤：

A2：硬件连接，传声器校准；

B2：声源信号编辑，生成需要的高频正弦波信号；

C2：设置采样参数，采样率设置为声信号最高频率的2.56倍，采集时间为旋涡运动周期的10倍；

D2：数据采集，控制直线数模组每行走10mm停顿一次进行数据采集；

E2：数据转换：

首先将时域信号转换为频域信号

根据声压信号长度和分块数对声压测量结果进行平均，得到频域声压数据

提取目标频率点处的频域声压幅值和相位，比较声波穿过和未穿过旋涡这两种工况下的数据，得到声场的变化规律