[发明专利]一种亥姆霍兹共振器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种亥姆霍兹共振器，包括：进气管道、主共振腔、第一颈部短管、第二颈部短管、调频控制模块、孔径调节组件；孔径调节组件设置于主共振腔中部与主共振腔同轴连接，将主共振腔分割为第一共振腔、第二共振腔；第一颈部短管的一端与进气管道连通，另一端与第一共振腔连通；第二颈部短管的一端与进气管道连通，另一端与第二共振腔连通；调频控制模块输入端与进气管道的管壁连接与其内部连通，输出端与孔径调节组件连接，调频控制模块用于采集进气管道中气体频率，并基于采集的气体频率调节孔径调节组件的孔径。本发明通过使用两个耦合共振腔的共用孔径调节组件进行孔径调节的结构，既能增加共振峰的数量，还能拓宽消声频带。

技术领域

本发明涉及亥姆霍兹共振器技术领域，具体涉及一种用于拓频调频的耦合的亥姆霍兹共振器及其工作方法。

背景技术

亥姆霍兹共振器因其结构简单，消声量高而被广泛应用，尽管如此，它还是存在着很多劣势。首先，一般来说只有单个共振腔的亥姆霍兹共振器只能有一个共振峰，有一定局限性，也不能满足更宽频带的消声，所以将多个共振腔组合起来就有可能是一种获得较宽的消声频带的方法，所以为了拓宽阻尼频率的范围，通常会采用多个亥姆霍兹共振腔。其次，对于两个共振腔在共用侧壁下耦合的亥姆霍兹共振器虽然能形成两个共振峰，但仍然是两个固有频率，不能进行灵活调节。最后，噪声气流在亥姆霍兹共振器中主要是通过颈部流入到腔内并且在腔内进行声能耗散，通常情况下，我们也可在共振器颈部进行颈部直径大小调节来改变消声频率，但是在共振器颈部调节直径大小既不能拓宽消声频带，也不能在一定范围将共振频率调到最优。

发明内容

本发明提供了一种亥姆霍兹共振器以及工作方法，以解决现有技术不能拓宽消声频带的技术问题。

本发明提供了一种亥姆霍兹共振器，包括：进气管道、主共振腔、第一颈部短管、第二颈部短管、调频控制模块、孔径调节组件；所述孔径调节组件设置于所述主共振腔中部与所述主共振腔同轴连接，将主共振腔分割为第一共振腔、第二共振腔；所述第一颈部短管的一端与所述进气管道连通，另一端与所述第一共振腔连通；所述第二颈部短管的一端与所述进气管道连通，另一端与所述第二共振腔连通；所述调频控制模块输入端与所述进气管道的管壁连接与其内部连通，输出端与所述孔径调节组件连接，所述调频控制模块用于采集所述进气管道中气体频率，并基于采集的气体频率调节所述孔径调节组件的孔径。

进一步地，所述孔径调节组件为光圈阀；所述调频控制模块包括依次信号连接的压力传感器、信号处理器、步进电机控制器、步进电机；所述压力传感器设置于所述进气管道的内壁上，作为所述调频控制模块的输入端；所述步进电机的输出轴与所述光圈阀连接。

进一步地，所述第一颈部短管的长度与所述第二颈部短管的长度相等。

进一步地，所述第一颈部短管的管内径与所述第二颈部短管的管内径相等。

本发明还提供了一种亥姆霍兹共振器的工作方法，具体步骤如下：

步骤1：压力传感器采集进气管道内噪音气流压力值，形成压力波信号，并将压力波信号发送给信号处理器；

步骤2：信号处理器将压力波信号转化成频域脉冲信号，并将频域脉冲信号发送给步进电机控制器；

步骤3：步进电机控制器根据频域脉冲信号控制步进电机正反转，步进电机带动光圈阀开合完成消声频带调整。

进一步地，所示步骤1中压力传感器以1024Hz采样频率对进气管道内噪音气流压力值，形成压力波信号。

进一步地，所述步骤2中信号处理器将压力波信号转化成频域脉冲信号的具体步骤如下：

步骤21：将步骤1中获取的压力波信号进行傅里叶变换，形成频域信号；

步骤22：在所述频域信号中提取主要噪声频率，形成频域脉冲信号。