Акустический резонатор

 

Использование: излучение или поглощение акустических колебаний в жидкой или газообразной среде. Сущность изобретения: акустический резонатор содержит корпус с цилиндрической полостью и горловикой. Горловина выполнена с. возможностью изменения ее геометрических параметров за счет введения между ней и стенкой корпуса эластичной оболочки, образующей замкнутое пространство со стенками горловины. Замкнутое пространство заполнено ферромагнитной жидкостью, в которой размещен кольцевой секционный электромагнитный индуктор. Пространство между станками корпуса и эластичной оболочкой связано с источником давления. 2 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 10 К 1 1 /00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788112/10 (22) 02.02.90 (46) 07.09.92. Бюл, ¹ 33 (71) Научно-исследовательский институт

"Атал" (72) А,Г.Полевик, И.А.Полевик и С.А.Куваев (56) 1. TASA, т.65, доп.1., 1979, с.127.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1693632, кл, G 10 К 11/00, 22.05.89. (54) АКУСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР (57) Использование: излучение или поглощение акустических колебаний в жидкой или газообразной среде, Сущность изобреИзобретение относится к технической акустике, в частности к преобразователям акустических колебаний в жидкой и газообразной средах, может быть использовано в гидроакустике, в океанологических исследованиях и в устройствах по обнаружению целей, в звуковой электротехнике, в технологических процессах и в резонансных звукопоглотительн ых устройствах.

Известен резонатор Гельмгольца, состоящий из жесткого корпуса, в котором размещены возбудитель колебаний, камера податливости и акустическое горло (1).

Недостатком этого резонатора является отсутствие возможности эффективно генерировать акустические сигналы в широкой полосе частот.

Ближайшим аналогом изобретения является резонатор, содержащий цилиндрическую полость, дно которой установлено с,;.,О,, l768540 А1 тения: акустический резонатор содержит корпус с цилиндрической полостью и горловиной. Горловина выполнена с возможностью изменения ее геометрических параметров за счет введения между ней и стенкой корпуса эластичной оболочки, образующей замкнутое пространство со стенками горловины. Замкнутое пространство заполнено ферромагнитной жидкостью, в которой размещен кольцевой секционный электромагнитный индуктор. Пространство между станками корпуса и эластичной оболочкой связано с источником давления. 2 ил, возможностью перемещения, и горловину с конусообразным каналом, в которую введен регулировочный элемент, состоящий из лепестков (2).

Недостатками этого акустического резонатора является узкая полоса эффективных рабочих частот, отсутствие дистанционного управления и невозможность перехода от одной частоты к другой в реальном масштабе времени.

Целью изобретения является обесг;=чение оперативной перестройки резонансной частоты в широком диапазоне частот.

Цель достигается тем, что в акустический резонатор, состоящий из корпуса с цилиндрической полость1о и горловиной, выполненной с возможностью изменения ее геометрических размеров, введена эластичная оболочка, расположенная между стенкой корпуса и горловиной, образующая

1760540

20 со стенками горловины замкнутое пространство, заполненное ферромагнитной жидкостью (ФМЖ), в которой размещен кольцевой секционный электроь.агнитный индуктор, а пространство между стенками корпуса и эластичной оболочкой связано с введенным источником давления.

Отличительными признаками предлагаемого технического решения по сравненлю с прототипом являются; выполнение акусти. ческого горла в виде секционного индуктора; заключение ФМЖ между двумя эластичными оболочками, из которых внут-ренняя оболочка определяет границы акустического горла, а внешняя разделяет ферромагнитную жидкость и газ, находящийся между эластичной оболочкой и корllJJcoM, cH36>K8HNp, l13pучателя газовой камерой в районе акустического горла, в которой газ отделен от ФМЖ эластичной оболочкой. Эти признаки позволяют считать предложенное техническое решение соответствующим критерию "новизна".

Известно широкое применение ФМЖ в технике. С ее помощью можно управлять движением тел (авт. св, ¹ 537149) с добавлением абразивных частиц успешно обрабатывать поверхности (авт. св. № 52324@, использовать в муфтах (п.Англии К. 824047), Из технической литературы и патентной документации выявлена применение ФМЖ в источниках для генерации звука, на применение ФМЖ в акустических резонаторах с целью управления формой акустического горла не выявлена. Не выявлены другиетехнические решения, содержание перечисленные выше отличительные признакл, а также их совокупность, что позволяет счлтать предложенное техническое решение .соответсвтующим критерию "сущес .венные атличияи

На флг.1 изображен акустический резонатор; на фиг.1 — изменение формы акустического горла, Акустический резонатор (фиг.1) содержит жесткий корпус 1, в котором смонтированы широкополосный возбудитель 2 колебаний, камера 3 податливости с акустическим горлом 4. Акустическое горло образовано кольцевым секционным индуктором

5, помещенным в ФМЖ 6, заключенную между двумя эластичными оболочками 7 и 8.

Между оболочкой 8 и корпусом 1 размещена газовая камера 9, Индуктор 5 состоит из отдельных секций а, Ь, с. Внутренняя оболочка 7 определяет границы акустического горла 4, а внешняя акустическая оболочка 8 разделяет ФЫЖ 6 от газа, находящегося в камере 9.

45 ц0

Акустический резонатор работает следующим образом.

В исходном состоянии электрический ток в секциях а,Ь,с индуктора 5 отсутствуст, давление газа в камере 9 минимальное

Ввиду наличия сил упругости {внутренних) в эластичной оболочке 7, она занимает положение, определяющее наибольшее сечение акустического горла 4 (фиг.1). Это положение акустической оболочки 7 определяет наибольший объем акустического горла 4 и самую высокую резонансную частоту, что соответствует самой высокой частоте возбудителя 2 колебаний.

При изменении (панижении) частоты возбудлтеля колебаний для сохранения условия резонанcíîãî генерирования акустических сигналов изменяют (павышают) давление газа в камере 9 и подается соответствующий так на секции индуктора 5.

При изменении давления газа в камере

9 эласгичная оболочка 8 перераспределяет

ФМЖ 6 из внешнего объема внутрь индуктора 5 и ФМЖ воздействует на эластичную оболочку 7, плавно изменяя (уменьшая) сечение акустического горла 4 и, следовательно, плавна изменяется резонансная частота возбудителя 2 колебаний и излучаемый акустический сигнал в окружающую среду.

Для оперативной перестройки резонансной частоты излучаемого сигнала в широком диапазоне частот на секции a,Ü,с индуктора 5 подают соответствуюшей силы ток, который своим магнитным полем перераспределяет ФМЖ, тем самым образуя все новыс формы акустического горла 4 (фиг.2), При увеличении тока на секцил с индуктора 5 форма акустического горла 4 формируется эластичной оболочкой 7,,àê показано HB фиг.2 в верхнейчасти KoHcTpvKrlxx пунктирной линией.

При увеличении тока на секции а форма акустического горла 4 формируется эластичной оболочкой 7, как показано на фиг.2 в нижней части конструкции сплошной линией.

При равномерном изменении силы тока во всех секциях а„Ь,с эластичная оболочка 7 формирует акустическое горло 4, как показано на фиг.1.

Всем этим состояниям акустического горла соответствует частота возбуждений возбудителя 2 колебаний.

Введение ФМЖ, помещенной в эластичные оболочки, и размещение в ФМЖ индуктора позволяют оперативно производить перестройку рабочей частоты акустического резонатора.

Кроме предпочтительного варианта, описанного выше, могут быть предложены

1760540 другие варианты с некоторыми изменениями, например эластичная оболочка О омывается водой через отверстия в корпусе 1.

Применение изобретения позволит на 5 резонансных ОВОЙства" создавать высокоэф !актив ые акустические преобразователи, способные поглощать или генерировать в окружающую среду акустические сигналы в широкой полосе. 10

Формула изобретения

Акустический резонатор, состоящий из корпуса с цилиндрической полостью и горловиной, выполненной с Возможностью изменения ее геометрических размеров, о! ли ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения оперативной перестройки резонансной частоты в широком диапазоне . 3cTG, 9 него

Введена эла".: ичнзя Оболочка, распсло. .ке:-. ная между стенкой корпуса и !GU...c.—.÷ÿîé,. образующая со стенками горловины замкнутое пространство, заполненное ферромагHMTHoA жидкостью, в ко Горой рзз 1ещен кольцевой секционный электромагнитный индуктор, а пространство между стенками корпуса и Эластичной оболочкой связана с

Введенным источником давле; ия.

Составитель И.Полевик

Редактор А.Юрчикова Техред M,Моргентал Корректор С.Лисина

Заказ 3188 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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