本發(fā)明屬于聲學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，具體涉及一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)：

1、在航空航天、汽車等領(lǐng)域，現(xiàn)代新型發(fā)動(dòng)機(jī)為追求更高的推重比和熱效率，其內(nèi)部的壓氣機(jī)、燃燒室等關(guān)鍵部件經(jīng)常處于惡劣的高溫噪聲環(huán)境下，結(jié)構(gòu)中非均勻溫度場對(duì)內(nèi)部介質(zhì)密度以及聲傳播均存在一定的影響；噪聲信號(hào)中蘊(yùn)含著豐富的信息，通過研究噪聲信號(hào)可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，而高溫環(huán)境下噪聲的準(zhǔn)確測(cè)量是開展相關(guān)研究的重要手段。

2、當(dāng)下已知的高溫傳聲器并無對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)辦法或者僅給出常溫單頻率下的修正偏差，因此目前的校準(zhǔn)能力無法滿足實(shí)際復(fù)雜高溫高聲壓環(huán)境下的噪聲測(cè)量需求，高溫環(huán)境下使用的傳聲器無法溯源，性能特點(diǎn)無法準(zhǔn)確評(píng)估，噪聲測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度無法保證；此外由于高溫傳聲器的非常規(guī)結(jié)構(gòu)以及校準(zhǔn)時(shí)要模擬的高溫環(huán)境，使得常規(guī)材料和普通的腔體裝置無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確溯源。現(xiàn)有的傳聲器校準(zhǔn)裝置多存在校準(zhǔn)溫度值較低，頻率范圍窄，聲壓級(jí)較小等問題，無法模擬真實(shí)的高溫噪聲環(huán)境，無法保證校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高溫環(huán)境下傳聲器的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、常溫腔體工裝、常溫腔體、待校高溫傳聲器、高溫腔體工裝、電阻絲、高溫腔體、揚(yáng)聲器、溫度傳感器、冷卻管、主腔體和溫控柜；

3、所述標(biāo)準(zhǔn)傳聲器通過常溫腔體工裝與常溫腔體連接，所述待校高溫傳聲器通過高溫腔體工裝與高溫腔體連接，常溫腔體與高溫腔體的結(jié)構(gòu)和材料相同，所述主腔體包括大直徑腔體、三通管、過渡段以及固定連接，三通管連接過渡段和大直徑腔體，高溫腔體和常溫腔體分別通過過渡段連接至三通管，三通管和過渡段通過固定連接連接并保持在同一平面內(nèi)，大直徑腔體與揚(yáng)聲器連接，冷卻管設(shè)置在三通管外部，用于阻止高溫腔體的熱量通過熱傳遞的方式傳遞至常溫腔體，保證高溫腔體和常溫腔體互不影響；

4、所述電阻絲纏繞在所述高溫腔體的外表面，用于對(duì)高溫腔體進(jìn)行加熱，所述溫度傳感器用于檢測(cè)高溫腔體內(nèi)的溫度，所述溫控柜利用溫度傳感器反饋的溫度數(shù)據(jù)，通過pid算法控制電阻絲對(duì)高溫腔體進(jìn)行加熱。

5、優(yōu)選地，所述高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置還包括隔熱層，所述隔熱層設(shè)置在待校高溫傳聲器的主體與高溫腔體之間，用于阻隔高溫腔體的熱量傳遞影響高溫傳聲器的主體性能。

6、優(yōu)選地，高溫腔體的內(nèi)部為耐高溫陶瓷材料，陶瓷材料外表面均勻纏繞電阻絲。

7、優(yōu)選地，所述高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置還包括保溫層，所述保溫層設(shè)置在高溫腔體外部，用于對(duì)高溫腔體隔熱，保溫層為耐高溫石英材料。

8、優(yōu)選地，還包括密封圈，設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的主體與常溫腔體之間以及固定連接與三通管和過渡段之間。

9、優(yōu)選地，高溫腔體、常溫腔體、過渡段以及三通管均為圓形截面，內(nèi)部直徑相同，大直徑腔體為圓形截面，直徑大于三通管。

10、優(yōu)選地，所述裝置的腔體選用圓形波導(dǎo)管，波導(dǎo)管的直徑尺寸基于波導(dǎo)管平面波截止頻率確定。

11、本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)方法，利用上述的校準(zhǔn)裝置進(jìn)行傳聲器校準(zhǔn)，包括：

12、將標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、被校高溫傳聲器以及揚(yáng)聲器均連接至多通道分析儀，將所述多通道分析儀連接至計(jì)算機(jī)；

13、通過溫控柜設(shè)定指定溫度，通過pid算法使高溫腔體內(nèi)的溫度穩(wěn)定于指定溫度±1℃時(shí)開始校準(zhǔn)；

14、計(jì)算機(jī)控制多通道分析儀發(fā)送指定頻率信號(hào)，經(jīng)功率放大器驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器和待校高溫傳聲器同步采集信號(hào)，經(jīng)多通道分析儀傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較，完成校準(zhǔn)。

15、根據(jù)本發(fā)明上述方面的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)高溫環(huán)境下傳聲器的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、常溫腔體工裝、常溫腔體、待校高溫傳聲器、高溫腔體工裝、電阻絲、高溫腔體、揚(yáng)聲器、溫度傳感器、冷卻管、主腔體和溫控柜；

2.如權(quán)利要求1所述的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，還包括隔熱層，所述隔熱層設(shè)置在待校高溫傳聲器的主體與高溫腔體之間，用于阻隔高溫腔體的熱量傳遞影響高溫傳聲器的主體性能。

3.如權(quán)利要求1或2所述的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，高溫腔體的內(nèi)部為耐高溫陶瓷材料，陶瓷材料外表面均勻纏繞電阻絲。

4.如權(quán)利要求1或2所述的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，還包括保溫層，所述保溫層設(shè)置在高溫腔體外部，用于對(duì)高溫腔體隔熱，保溫層為耐高溫石英材料。

5.如權(quán)利要求1或2所述的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，還包括密封圈，設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的主體與常溫腔體之間以及固定連接與三通管和過渡段之間。

6.如權(quán)利要求1或2所述的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，高溫腔體、常溫腔體、過渡段以及三通管均為圓形截面，內(nèi)部直徑相同，大直徑腔體為圓形截面，直徑大于三通管。

7.如權(quán)利要求1或2所述的高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述裝置的腔體選用圓形波導(dǎo)管，波導(dǎo)管的直徑尺寸基于波導(dǎo)管平面波截止頻率確定。

8.一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)裝置進(jìn)行傳聲器校準(zhǔn)，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高溫環(huán)境下傳聲器校準(zhǔn)裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、常溫腔體工裝、常溫腔體、待校高溫傳聲器、高溫腔體工裝、電阻絲、高溫腔體、揚(yáng)聲器、溫度傳感器、冷卻管、主腔體和溫控柜；標(biāo)準(zhǔn)傳聲器通過常溫腔體工裝與常溫腔體連接，待校高溫傳聲器通過高溫腔體工裝與高溫腔體連接，主腔體包括大直徑腔體、三通管、過渡段以及固定連接，三通管連接過渡段和大直徑腔體，高溫腔體和常溫腔體分別通過過渡段連接至三通管，大直徑腔體與揚(yáng)聲器連接，冷卻管設(shè)置在三通管外部，用于阻止熱量通過熱傳遞的方式傳遞至常溫腔體；溫控柜利用溫度傳感器反饋的溫度數(shù)據(jù)，通過PID算法控制電阻絲對(duì)高溫腔體進(jìn)行加熱。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)高溫環(huán)境下傳聲器的準(zhǔn)確校準(zhǔn)。

技術(shù)研發(fā)人員：余浩,付強(qiáng),王辰辰,楊亦春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/3/20