基于声波导管的热辐射区域噪声测试技术

为了在热噪声行波管试验段热辐射区域内准确测量噪声响应,基于管道传声原理和声学有限元仿真分析,设计了有效测量频率范围为20~1000 Hz的声波导管测试系统,并开展常温验证试验。试验结果表明,声波导管测试系统满足设计指标,设计阶段采用的数值分析方法有效。最后通过热噪声试验考核了该声波导管测试系统的环境适应性——能够经受住700℃的热噪声试验环境。

等截面声波导管的等效电路研究

依据电传输线理论和声电类比原理,推导出了管中为平面波时有限长均匀截面声波导管的等效电路,并通过等效电路分析法推导出了其阻抗转移公式.讨论了波导管输入阻抗与负载阻抗之间的关系.为声波导管的阻抗分析提供了一种新方法,从而极大地方便了声波导管的工程设计.

有限长均匀截面声波导管的等效T型网络研究

依据电传输线理论和声电类比原理,讨论并推导出了管中为平面波时有限长均匀截面声波导管的等效T型网络,并通过等效电路分析法推导出了其阻抗转移公式,为声波导管阻抗分析提供了一种新方法,使声波导管的设计更简便。

气体声学温度计中声波导管的优化设计研究

声波导管的设计是影响声学信号信噪比的关键因素,导管内径越大、长度越短,越利于声波传输,但同时对声学共鸣腔产生更大的扰动。提出了采用变径声波导管降低声波的能量损耗和扰动方法,建立了变径声波导管的衰减和扰动模型,对比分析声学信号在不同尺寸声波导管内的能量衰减和导管对圆柱轴向非缔合声学共振频率和半宽的扰动,获得了优化的导管尺寸,在声波传输能量损失较小的情况下对内长为80 mm圆柱腔体首个轴向非缔合声学共振频率产生的相对扰动在3×10-5以内,该声波导管的优化设计可为高温气体声学温度计的深入研究提供理论支持。

声学温度计中声波导管声学传感器的研究

国际温标是热力学温标的逼近,准确地测量热力学温度是制定或修订国际温标的物理基础.600～1 358 K温度范围,位于接触法热力学温度测量的上沿和辐射法测量热力学温度的下沿不重合区,在此温度区间,缺乏准确的热力学温度测量值.声学温度计是目前已知的具有最小测量不确定度的热力学温度测量方法.由于声学传感器无法在高温环境下工作,故需采用耐高温金属声波导管将声学信号引入声学传感器工作温度环境,以便于声学共鸣频率测量,这是解决声学温度计测量高温热力学温度的技术关键.为了将定程圆柱声学温度计工作温度拓展到600～1 358 K范围,研究了声波导管声学传感器对定程圆柱共鸣腔共振频率响应特性的影响,通过理论分析和实验测量,得到了可适应于声学温度计的声波导管尺寸和传感器设计形式,为后续高温区热力学温度的测量奠定基础.

声波导管传播特性实验评估研究

燃煤锅炉的炉膛温度是锅炉运行的重要参数,为了进行温度监测,使用声学测温法求解。安装声波导管有助于测温设备长期稳定的工作,但会导致接收信号的衰减与多径效应。通过对不同发送信号及不同规格导管的实验研究,分析比较后认为:管内壁敷设矿棉层时,衰减与频率、管长、管径有关,管内壁未敷设矿棉层时,声波在导管中的多径效应较为明显,且结构越复杂,多径效应越明显。当管内壁敷设矿棉层时,多径效应几乎不存在,但此时的衰减特性较为明显。

变截面声波导管等效电路研究

从特殊波动方程出发,推导出有限长变截面波导管统一的T型等效电路,并依据电路分析理论,给出阻抗转移公式.最后,讨论了指数形波导管的阻抗特性,分析了输入阻抗与负载阻抗之间的关系.结果表明,应用此公式对不同形状波导管进行分析和设计比其他方法更为简便.

声波导管在声波测速中的应用

声波测速技术应用于燃煤电厂烟气流速测量时,需要利用声波导管的过渡作用减弱高温烟气对声波传感器的损害,保证传感器的使用寿命。但是声波导管的多径效应会造成信号的衰减和失真,使测量结果存在较大误差而失准。对此,基于管道声学的原理对8种声波导管进行研究,通过理论分析和多工况测量实验,对声波导管的尺寸进行合理化选择,在此基础上搭建声波测速实验系统。实验结果表明,寻优后的声波导管的测速结果更准确,最佳尺寸的声波导管的测速相对误差的波动区间由5.70%~12.16%降为0.12%~3.67%。因此,可采用最佳尺寸的声波导管用于燃煤电厂的烟气流速测量。

声波导管对圆柱型共鸣腔声场扰动的研究

声学共鸣法是目前测量流体热物性、热力学温度和玻尔兹曼常数最精确的方法之一,声波导管为共鸣腔提供声源和气体进入口,但是会破坏共鸣腔的理想表面从而导致腔体内气体介质共鸣频率的偏移(△f)和共鸣峰半宽的增加(g)。本文从一阶声学微扰出发建立了声波导管对共鸣腔声场的扰动模型,分析了导管位置、长度和半径大小对腔体中介质共振频率的影响。进一步测量了52～1763 mm之间六个不同长度的导管在T=332 K和p=50～500 kPa时,圆柱共鸣腔中轴向共鸣模式的共鸣频率和半宽的变化,测量结果与理论计算值吻合较好,证明了理论模型的正确性。

试验环境下耐高温噪声测量技术概述

本文针对试验环境下的耐高温噪声测量,介绍了加装冷却水套、光纤传声器、等离子体传声器以及声波导管等四种噪声测量技术,简述了每种技术的基本原理,并用实例介绍了每种技术的应用情况。其适用的环境条件不同,性能也有差别,工程应用时应根据具体试验工况进行相应的选择。

一种大功率超声波发声系统原理与结构设计

设计了能发射大功率超声波的超声波发声系统。该超声波发声系统采用火药燃烧(炸药爆轰)的方式产生高压高速气流;高速气流驱动哈特曼超声波发生器阵列产生大功率超声。超声波发声系统采用波导管对产生的超声波进行汇聚,在一定方向上发射,可以有效提高超声波的作用距离。单个超声波发声系统产生20kHz的超声,声功率可以达到百万瓦,最大有效作用距离可达54m。设计的大功率超声波发声系统完全可以达到作战要求。

一种含有空腔的声学覆盖层隔声性能研究

为了降低水下结构的振动声辐射,提高传统阻尼覆盖层的声学性能,设计了一种含有空腔的声学覆盖层,并分析了其在水下的隔声性能。文章通过有限元的方法建立声波导管模型,并将设计的声学覆盖层等效为均匀介质,以此建立了敷设此种声学覆盖层的钢板在声波入射下的声辐射模型。采用Virtual.lab声学计算软件仿真计算了模型的隔声量,实验测试了声管中模型单元的隔声量,实验结果与理论计算较为符合,验证了文章中设计的声学覆盖层具有优良的隔声性能。

航空发动机附件齿轮行波共振噪声测量与分析

航空发动机附件齿轮由于行波共振会引起成块断裂的破坏。针对航空发动机转速高、测量环境复杂、信噪比低等特点,为了准确测量行波共振转速,设计合适的声波导管,将齿轮产生的机械噪声以平面波的形式从附件机匣内部传递出来,布置声传感器测量齿轮噪声,并对声信号进行时频分析,获得齿轮的行波共振转速、频率及激励源。其结果与有限元计算结果相比最大误差为3.75%,验证了该结果的准确性。对比分析了齿轮在不同边界条件下的行波共振转速,结果显示边界条件对高阶行波频率影响较小,为航空发动机齿轮设计和故障诊断提供了简单、有效的手段。

测量海底渗漏气泡流速的声波分路器声学特性研究

为了测量海底冷泉渗漏流量的主要参数气泡流速,提出了用声波分路器将同源声波分成两路的方法,根据声波导管理论和声波传播原理设计了分路器的结构.换能器的校验实验表明两路接收换能器的性能基本相同,能满足分路器的验证实验.在空气与水中对声波分路器的特性进行了实验对比:空气中的实验表明,同源声波穿过分路器两支路后声程、幅值和频谱特性基本一致,验证了设计的合理性;水中的实验表明,同源声波穿过分路器能量的损失约为20%,为减少在水中声波的损失,分路器需要加上声波反射元件.

高速锥齿轮行波共振的应力间接测量方法研究

为了有效解决高速锥齿轮节径型行波共振问题,避免其发生开裂与失效等故障,研究高速锥齿轮行波共振的应力间接测量方法。分析高速锥齿轮行波共振原理,建立锥齿轮3D运算模型,设计结合了声波导管与电阻应变计两种方式的应力间接测量方案,实现对高速锥齿轮行波共振的应力间接测量。研究结果表明,当锥齿轮处于三、四节径行波共振模式时,应力集中于齿根弯曲处与辐板处,且辐板正面应力低于背面,四节径行波共振应力高于三节径;当锥齿轮上各测量点的峰值振动响应均出现在三节径前行波、五节径后行波以及四节径前、后行波振动模式下时,最高分频动态应力可达到116MPa,出现在测量点1与测量点4的五节径后行波位置;该方法可有效测量出锥齿轮行波共振下的转速、动频及动态应力,测量结果误差波动范围小,可满足高速锥齿轮行波共振的测量需求。

浅析锅炉炉管泄漏报警系统的应用问题

炉管泄漏报警系统可以及时发现、准确定位锅炉的泄漏事故,对合理安排机组的检修时间、提高设备利用率和最大限度防止设备的二次损伤,具有积极的现实意义。目前使用的炉管泄漏报警系统由于在设计之初就存在一系列不符合现场实际生产情况的先天缺陷,极大束缚了该系统应有功能的发挥。文章着重从系统的设计缺陷入手,同时结合设备的安装和在生产运行环境中的实际情况,分析系统在实际应用中存在的问题,并提出了一系列解决问题的方法,以期能够为该系统的稳定、连续使用,提供良好的解决途径。

2012年分类索引

(声学分类:43.05历史;43.10总类;43.15标准;43.20一般线性声学;43.25非线性声学;强声学;43.28航空声学;大气声学;43.30水声学;43.35超声学,量子声学及声的物理效应;43.38换能器;声音的产生与复制设备;43,40机械振动和冲击;43.50噪声:影响和控制;43.55建筑声学;43.58声学测量与仪器;43.60声信号处理,声全息技术;43.64生理声学;43.66心理声学;43.70言语产生;43.71语言知觉;43.72语言处理与通信系统;43.75音乐与乐器;43.80生物声学;43.90声学其它学科.)