[发明专利]探针式麦克风的校准装置及方法

权利要求书

1.一种探针式麦克风的校准装置，其特征在于，包括信号产生模块、数据采集及处理模块、主导声管、长支导声管、短支导声管和探针；

所述信号产生模块用于产生特定频率的电信号，并把所述电信号转变为相应的声信号；

所述主导声管的一端与所述信号产生模块连接；所述长支导声管的一端与所述主导声管连接，所述长支导声管沿长度方向设置若干个标准麦克风安装孔；所述短支导声管的一端与所述主导声管连接，另一端与所述探针的一端连接；所述探针沿长度方向设置若干个待测麦克风安装孔；所述主导声管、所述长支导声管、所述短支导声管和所述探针形成所述声信号的传播通道，且均使所述声信号以所述特定频率的平面波的形式进行传播；

其中，每个待测麦克风安装孔均有一个对应的标准麦克风安装孔，每一对对应的待测麦克风安装孔和标准麦克风安装孔相对于所述主导声管的轴线的距离相等；

所述数据采集及处理模块用于根据标准麦克风测得的幅值和待测麦克风测得的电信号得到待测麦克风的灵敏度，并根据标准麦克风测得的相位和待测麦克风测得的相位得到两者的相位差；

所述长支导声管和所述探针的内壁横截面设置为矩形且两者的内壁横截面大小相同；所述特定频率的电信号的最大频率为：f＝c*min(1/Lx,1/Ly)/2，其中：f为所述最大频率；c为声速；Lx和Ly分别为内壁横截面的边长；通过改变所述长支导声管和所述探针的内壁横截面的长边的长度，能够改变校准频率带宽；

所述主导声管与所述长支导声管的连接处以及所述主导声管与所述短支导声管的连接处均位于所述主导声管的另一端且位置关于所述主导声管的轴向对称；

所述主导声管的轴向平行于所述声信号的传播方向；所述长支导声管的轴向和所述短支导声管的轴向均垂直于所述主导声管的轴向；且所述探针的轴向、所述短支导声管的轴向和所述长支导声管的轴向共线。

2.根据权利要求1所述的探针式麦克风的校准装置，其特征在于，所述信号产生模块包括声源和信号发生器；所述信号发生器连接所述声源，所述声源与所述主导声管的一端连接；所述信号发生器用于产生所述特定频率的电信号，所述声源用于将所述特定频率的电信号转换为相应的声信号。

3.根据权利要求1所述的探针式麦克风的校准装置，其特征在于，所述主导声管、所述长支导声管、所述短支导声管和/或所述探针的内壁横截面设置为多边形。

4.根据权利要求1所述的探针式麦克风的校准装置，其特征在于，所述标准麦克风安装孔离所述主导声管与所述长支导声管连接处的距离、所述待测麦克风安装孔离所述主导声管与所述短支导声管连接处的距离均不小于三倍的所述长支导声管和所述探针的内壁横截面的最大边长。

5.根据权利要求1所述的探针式麦克风的校准装置，其特征在于，所述信号产生模块、所述主导声管、所述长支导声管、所述短支导声管和所述探针之间均通过法兰密封连接。

6.根据权利要求1所 述的探针式麦克风的校准装置，其特征在于，还包括吸声模块，所述吸声模块分别安装在所述长支导声管中与所述主导声管和所述长支导声管的连接处相对的一端，以及所述探针中与所述短支导声管和所述探针的连接处相对的一端。

7.一种探针式麦克风的校准方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的校准装置，校准方法包括：

在所述标准麦克风安装孔和所述待测麦克风安装孔中对应安装标准麦克风和待测麦克风；所述标准麦克风和所述待测麦克风分别与所述长支导声管的内壁横截面和所述探针的内壁横截面齐平；

在所述主导声管的一端提供特定频率的电信号，并把所述特定频率的电信号转变为相应的声信号；

将所述声信号以所述特定频率的平面波的形式传播至所述主导声管的另一端；将所述平面波从所述主导声管与所述长支导声管的连接处向所述长支导声管的另一端传播；将所述平面波从所述主导声管与所述短支导声管的连接处向所述探针与所述短支导声管的连接处传播；将所述平面波从所述短支导声管与所述探针的连接处向所述探针的另一端传播；其中，所述长支导声管和所述探针的内壁横截面设置为矩形且两者的内壁横截面大小相同；所述特定频率的电信号的最大频率为：f＝c*min(1/Lx,1/Ly)/2，其中：f为所述最大频率；c为声速；Lx和Ly分别为内壁横截面的边长；通过改变所述长支导声管和所述探针的内壁横截面的长边的长度，能够改变校准频率带宽；

获得所述标准麦克风和所述待测麦克风输出的电信号；

根据所述标准麦克风测得的幅值P和所述待测麦克风测得的电信号Ui得到待测麦克风的灵敏度Mi＝P/Ui，并根据所述标准麦克风测得的相位θ和待测麦克风测得的相位θi得到两者的相位差△θ＝θi-θ，其中i为待测麦克风编号。