[实用新型]一种具有间隙密封结构的活塞发声器

说明书

技术领域

本实用新型属于声学计量技术领域，特别是涉及一种活塞发声器。

技术背景

传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，是电声系统的重要环节，广泛地应用于声乐、通信、航天等诸多领域。为了保证传声器输出信号准确有效，按照计量检定规程的规定，必须在出厂前或使用一段时间后，对传声器的灵敏度、频率响应等各项性能指标进行校准。

活塞发声器是实现传声器声压灵敏度校准的重要装置，它通过激励装置驱动活塞做给定频率和振幅的正弦振动，在腔体内形成可确定声压的声场，与传声器的开路电压对比即可确定其声压灵敏度。校准时传声器前端插入腔体，振动膜片的前侧与腔体内的声场接触，而振动膜片后腔则与外界环境联通，为了降低外界环境波动（如气压和温度变化）对传声器校准结果的影响，需要腔体也与外界环境联通平衡二者间静压，这由活塞与腔体之间的间隙实现。然而活塞与腔体之间的间隙是活塞发声器设计的难点之一，主要原因在于：1）若间隙过小，活塞往复运动过程中，很容易与腔体之间产生摩擦，从而产生摩擦噪声和活塞输出的位移波形失真(即不是理想的正弦波)，进而造成声压信号也产生失真；2）若间隙过大，活塞与腔体之间的间隙构成了气体媒质的流通通道，将引起腔体内声压的泄漏，从而产生声压泄漏误差，而且活塞发声器的工作频率越低，泄漏误差越大。

实用新型内容

为了克服现有的活塞发声器结构存在活塞输出低失真的位移波形和降低腔体内声压的泄露两项指标相互掣肘的缺点，即：在可实现的装配精度前提下，若要进一步降低腔体内的声压泄漏，必然要减小活塞与腔体间的间隙，或增加额外的密封装置，这易于增加活塞运动中与腔体间的摩擦，难以保证活塞输出低失真的位移波形；或者若要降低活塞输出的位移波形失真度，必然要增大活塞与腔体间的间隙，导致腔体内声压的泄漏增大。本实用新型提供了一种能够既降低活塞与腔体间的摩擦又降低腔体内的声压泄露的活塞发声器以及该活塞发声器的安装调整方法。

一种具有间隙密封结构的活塞发声器，包括腔体，用于与激振装置的驱动部件连接的活塞和托持腔体的支撑装置；其特征在于：腔体与活塞之间设有导向件，导向件的外表面与腔体内壁密封连接，导向件的内表面与活塞构成间隙配合，导向件和腔体同轴；所述的导向件的外表面开设有环形气槽，导向件内设有连通环形气槽和导向件内圆柱面的连通气孔，连通气孔指向导向件轴线，腔体上设有气源接口，气源接口与环形气槽连通。

进一步，同一圆周上的连通气孔形成一个气孔组，且连通气孔在圆周内均匀分布，气孔组的数量为至少两排，且在环形气槽内沿轴向均匀分布；环形气槽的中间横截面与导向件的中间横截面重合；连通气孔如此设置能够保证高压气对活塞的托持力沿活塞轴向和径向均匀分布。

进一步，所述的活塞包括可与激振装置的驱动部件连接的法兰和圆柱形的活塞体，活塞体中空；活塞体位于腔体内的一端封闭构成发声端面，活塞体的另一端开口，法兰为沿活塞体的开口端向外延伸的一圈环边；活塞体中空使得活塞质量轻，易于得到较高的活塞运动加速度。

进一步，所述的支撑装置包括底座，可调垫铁，腔体底板和腔体支座；腔体的两端分别设有腔体支座，腔体上设有环形安装槽；腔体支座包括顶盖和下支座，顶盖和下支座围成与环形安装槽配合的安装孔，顶盖和下支座固定，腔体锁紧于安装孔内；底座、可调垫铁、腔体底板均位于激振装置的前侧，相对于驱动部件轴线所在铅垂面对称放置；腔体底板通过可调垫铁托持放置于底座上；腔体底板的上、下表面均为平面；

下支座两侧分别设有向外延伸的凸台，每个凸台均配有压块，压块可一端压住凸台，另一端贴紧腔体底板，压块上穿设有紧固螺栓，腔体底板上设有T型槽，紧固螺栓的头部位于T型槽内，紧固螺栓的尾部连接有蝶形螺母，可通过蝶形螺母将凸台与腔体底板紧固，进而固定下支座。

本实用新型通过在腔体和活塞之间设置导向件，向导向件内通入高压气，使活塞与导向件之间形成均匀的气膜，从而实现活塞和导向件自动对中。利用气膜的悬浮作用保证活塞与腔体对中的精确度高，进而能够选择尽可能小的活塞与导向件间隙配合，既保证活塞与导向件不接触又降低腔体内声压的泄漏。

通过调整可调垫铁的高度来调节腔体底板的水平和高度，使腔体水平放置，使腔体和激振装置驱动部件的轴线处于同一水平面；利用量块保证活塞在腔体内的平衡位置，从而可精确得到腔体内的有效容积；通过调整腔体支座的位置，至活塞法兰与驱动部件贴紧，实现驱动部件、活塞和腔体同轴，且驱动部件、活塞和腔体之间的相对位置被确定。