Электропневматический генератор звука

 

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано для испытания конструкций на акустическую усталостную прочность и функционирование. Цель изобретения - повышение КПД. При подаче напряжения постоянного тока на вход электромагнитной системы, напряжения переменного тока через ограничитель 7 I уровня 19 на вход обмотки возбуждения 7 и сжатого газа в форкамеру 1 поток сжатого газа модулируется подвижным клапаном 4, что приводит к излучению звуковых волн. Цилиндрический волновод 9, длина которого I выбирается из условия ,35 п С(М/К)1/2, где С - скорость звука в воздухе; М - приведенная масса подвижного клапана и возбудителя колебаний; К - жесткость системы подвески, приводит к увеличению активного сопротивления излучения во всем диапазоне частот, т.е. повышает КПД электропневматического генератора звука. При этом механизм смещения с приводом 11 и система управления 12-19 обеспечивают модуляцию потока сжатого газа в оптимальном режиме и компенсацию сил Бернулли. 1 ил. (Л С Os СП ю о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s 6 10 К 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 °

° Ю

ЪГ (21) 4489994/10 (22) 24.10.88 (46) 23.05.91. Бюл, М 19 (72) В.П.Обер, А.И.Каленников, Л.Н.Патрикеев, П.А.Исаков и Е.В,Прижибыльский, (53) 534.232(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

М 917193, кл. G 10 К 7/06, t980. (54) ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ЗВУКА (57) Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано для испытания конструкций на акустическую усталостную прочность и функционирование.

Цель изобретения — повышение КПД. При подаче напряжения постоянного тока на вход электромагнитной системы, напряжения переменного тока через ограничитель

„... Ж„, 1651320 А1 уровня 19 на вход обмотки возбуждения 7 и сжатого газа в форкамеру 1 поток сжатого газа модулируется подвижным клапаном

4, что приводит к излучению звуковых волн.

Цилиндрический волновод 9, длина которого

1 выбирается из условия H),35 л С(М/К) где С вЂ” скорость звука в воздухе: M — приведенная масса подвижного клапана и возбудителя колебаний; К вЂ” жесткость системы подвески, приводит к увеличению активного сопротивления излучения во всем диапазоне частот, т.е. повышает КПД злектропневматического генератора звука. При этом механизм смещения с приводом 11 и система управления12 — 19 обеспечивают модуляцию потока сжатого газа в оптимальном режиме и компенсацию сил Бернулли. 1 ил, 1651320

15

25

35

50

Изобретение относится к технической ,акустике и может быть использовано для испытания конструкций на акустическую усталостную прочность и функционирование.

Цель изобретения — увеличение КПД, На чертеже приведена схема предлагаемого генератора звука..

Злектропневматический генератор звука содержит форкамеру 1, одной из боковых

,стенок которой является неподвижный клапан 2 с системой прямоугольных щелевых каналов, расстояние между которыми вдоль, оси больше их высоты. Внутри неподвижно го клапана 2 на системе 3 подвески разме щен подвижный клапан 4 с такой же системой прямоугольных щелевых каналов, Подвижный клапан 4жестко соединен с возбудителем 5 колебаний, расположенным в воздушном зазоре электромагнитной системы 6. Коаксиально с возбудителем 5 колебаний установлена обмотка 7 возбуждения.

Каналы подвижного клапана соединены с предрупорной камерой 8, выходное отвер, стие которой связано с цилиндрическим волноводом 9, Выходное отверстие последнего связано с горловиной рупора 10, Система 3 подвески соединена с механизмом

11 смещения, закрепленным на корпусе электромагнитной системы 6. Привод механизма 11 смещения электрически соединен с выходом усилителя 12 мощности постоянного тока, вход которого соединен с компаратором 13. Один из входов компаратора 13 соединен с селектором 14 переменной составляющей электрического сигнала с переменным коэффициентом передачи, а другой — с селектором 15 постоянной составляющей, Входы селекторов 14 и 15 соединены с датчиком 16 перемещения, жестко закрепленным относительно подвижного клапана 4. Один из входов компаратора 17 соединен с выходом селектора 15 постоянной составляющей, а другой — с блоком 18 выделения опорного сигнала, Выход компаратора 17 соединен с ограничителем 19 уровня сигнала возбуждения.

Электропневматический генератор звука работает следующим образом.

Сжатый газ поступает в форкамеру 1.

При подаче напря>кения постоянного тока на вход электромагнитной системы и напряжения переменного тока через ограничитель 19 уровня на вход обмотки 7 возбуждения в возбудителе 5 колебаний возникает электродинамическая сила и Iloдвижный клапан 4 приходит в возвратно-поступательное движение, осуществляя модуляцию газового потока, истекающего через каналы в неподви>кном 2 и подвижном 4 клапанах в предрупорную камеру 8, что приводит к возникновению в ней им-" пульсов давления, которые распространяются как волны звукового давления по волноводу 9 и рупору 10 в окружающую генератор среду.

Для повышения эффективности передачи звуковой энергии от генератора в окружающую среду согласующее звено генератора выполнено в виде последовательно соеди-. ненных цилиндрического волновода 9 и рупора 10. При этом происходит уменьшение реактивного сопротивления и увеличение активного сопротивления излучения во всем рабочем диапазоне частот генератора, если длина валыовода выбрана из соотношения: 2 С -0,175.

1 К/М

2лС

Электрический сигнал, пропорциональный перемещению подвижного клапана 4. поступает с датчика 16 перемещения на селекторы 14 и 15, с которых на компаратор 13 передаются сигналы постоянного тока, пропорциональные переменной и постоянной составляющим перемещения. В компараторе 13 производится сравнение этих двух сигналов и при их разнице подается сигнал постоянного тока определенного знака на усилитель 12 мощности. Усиленный сигнал поступает на вход привода механизма 11 смещения, который через систему 3 подвески производит смещение подвижного клапана 4 в сторону открытия каналов до тех пор, пока не сравняются сигналы, поступающие с селекторов 14 и 15. Кроме того, сигнал с выхода селектора 15 постоянной составляющей подается на компаратор 17, где сравнивается по величине с сигналом, поступающим с блока 18 выделения опорного сигнала. Величина напряжения опорного сигнала соответствует смещению подвижного клапана 4 относительно неподвижного

2 на половину высоты каналов. При превышении величины сигнала постоянной составляющей перемещения над величиной опорного сигнала с компаратора 17 подается сигнал на ограничитель 19 уровня сигнала возбуждения, где производится снижение уровня сигнала возбуждения до такой величины, чтобы при этом смещение подвижного клапана 4 (постоянная составляющая перемещения) равнялось половине высоты канала. Кроме этого, изменением коэффициента передачи селектора 14 переменной составляющей регулируется закон распределения максимумов (минимумов) звукового давления при случайном возбуждении.

При изменении уровня переменного напряжения, поступающего на вход системы возбуждения происходит смещение по1651320

1=0,35 zt C(M/Ê) где К вЂ” жесткость подвески;

M — приведенная масса подвижного клапана и возбудителя колебаний;

С вЂ” скорость звука в воздухе.

Составитель С. Данилов

Техред М.Моргентал Корректор С, Шевкун

Редактор Н. Яцола

Заказ 1609 Тираж 247 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 движного клапана механизмом смещения в ту или иную сторону в зависимости от знака разности величины сигналов селекторов постоянной и переменной составляющих перемещения. При отклонении подвижного 5 клапана под воздействием сил Бернулли (изменение давления сжатого газа в форкамере) механизм смещения производит смещение клапана в противоположную сторону до тех пор. пока не сравняются по величине 10 сигналы с селекторов постоянной и переменной составляющих. Колебания подвижного клапана при всех режимах работы генератора происходят около нейтрального положения, которое строго зависит от вели- 15 чины отклонений подвижного клапана от этого положения. . Таким образом, предлагаемый генератор позволяет при любых режимах его работы получать стабильную характеристику 20 акустической мощности с максимальным значением КПД преобразования энергии.

Механизм смещения подвижного клапана позволяет повысить эффективность использования генератора при варьировании 25 уровня сигнала возбуждения и давления сжатого газа в форкамере.

Формула изобретения

Электропневматический генератор звука, содержащий форкамеру, одна из стенок 30 которой выполнена в виде втулочного клапана с системой прямоугольных каналов, расстояние между которыми в осевом направлении больше их высоты, внутри клапана коаксиально на подвеске размещен 35 клапан с такой же системой каналов, жестко соединенный с возбудителем колебаний, расположенным в воздушной зазоре магнитной системы с обмоткой возбуждения, и предрупорную камеру, выходное отверстие которой связано с рупором, а входное — с каналами клапана, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД, между рупором и предрупорной камерой введен цилиндрический волновод, введены механизм смещения с приводом, соединенный с подвеской, и система управления механизмом смещения, состоящая иэ усилителя мощности, выход которого соединен с электрическим входом привода механизма смещения, а вход — с выходом первого компаратора, один иэ входов которого соединен с селектором постоянной составляющей электрического сигнала, а другой — с селектором переменной составляющей, входы селекторов соединены с датчиком перемещения, установленным на подвижном клапане, вы-. ход селектора постоянной составляющей соединен также с одним входом второго компаратора, другой вход которого связан с блоком выделения опорного сигнала, а выход — с ограничителем уровня сигнала, выход которого соединен с входом обмотки возбуждения, при этом диаметр цилиндрического волновода равен диаметру предрупорной камеры, а его длина I определена равенством