[发明专利]一种三维矢量声强探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维矢量声强探头，属于噪声源识别及控制领域。

背景技术

目前常用的声强测量方法是双传声器互功率谱声强测量法，即通过两个相距很近的传声器测量测量的声压，从而获得某一方向的单一声强。由于声强矢量，既可以确定声音在空间传播的大小又可以确定其方向，因此三维矢量声强的测量在噪声源识别领域的应用有很高的价值。但获得矢量声强关键需要测量在X、Y、Z三个方向的声强分量，这样才能确定在空间的大小和方向。

早期，用一个声强探头对X、Y、Z三个方向分别进行测量来获得声强分量，具体操作需要三次完成采样，测量过程耗时长，不易保证空间定位的准确度。

丹麦B&K公司生产的B&K WA0447型三维矢量探头采用三对传声器对六个通道同时采样，一次测量三个方向的声强，但由于其中心点的声压由六个传声器测得的声压平均获得，因而引入较大的误差，并且一个三维矢量探头使用六个传声器，成本非常昂贵。

发明内容

本发明提供了一种三维矢量声强探头，以用于实现一次性获得声场X、Y、Z三个方向的三维矢量声强。

本发明的技术方案是：一种三维矢量声强探头，包括传声器组、布置架组、支撑杆7、手柄8、锁紧螺母9、挡板10、锁紧螺钉11、固定柱12、定距柱13、中心杆14和中心方杆15，所述传声器组包括传声器Ⅰ1、传声器Ⅱ2、传声器Ⅲ3、传声器Ⅳ4，所述布置架组包括布置架Ⅰ5、布置架Ⅱ6；

所述传声器Ⅰ1、传声器Ⅱ2固定在布置架Ⅰ5两端的圆孔中，传声器Ⅲ3、传声器Ⅳ4固定在布置架Ⅱ6两端的圆孔中，中心方杆15无螺纹孔的一端插在支撑杆7前端的凹槽中，并在支撑杆7前端凹槽上表面贴附挡板10由锁紧螺钉11锁紧，固定柱12套在在中心方杆15上且固定柱12一端紧贴支撑杆7前端，布置架Ⅱ6紧贴固定柱12另一端，布置架Ⅰ5、布置架Ⅱ6互成90度夹角插在中心方杆15上面，两者由定距柱13隔开，中心方杆15附有螺纹孔的一端和中心杆14螺纹连接，手柄8插在支撑杆7的通孔中并由锁紧螺母9锁紧。

所述支撑杆7为长方体结构，其前端开有矩形凹槽，凹槽上表面设有螺纹孔来固定锁紧中心方杆15，开有通孔固定手柄8，末端设有螺纹孔固定整个探头结构；

所述手柄8为阶梯状圆柱结构，其一端设有一段外螺纹，用于通过锁紧螺母9将其固定在支撑杆7上；

所述挡板10为薄板件，表面开有通孔，锁紧螺钉11依次穿过挡板10上的通孔、支撑杆7凹槽上表面设有螺纹孔来固定锁紧中心方杆15。

所述布置架Ⅰ5、布置架Ⅱ6为板件，中心位置有一方孔，两端各有一圆孔；

所述固定柱12为薄壁管，用来固定布置架6；

所述定距柱13为薄壁管，使布置架Ⅰ5、布置架Ⅱ6分隔开；

所述中心方杆15为长方体结构，前端有螺纹孔，中心方杆15插在布置架Ⅰ5、布置架Ⅱ6、固定柱12、定距柱13的中心孔中，前端和中心杆14螺纹连接，末端插在支撑杆7凹槽内并由挡板10固定，锁紧螺钉11锁紧。

所述中心杆14为圆柱结构，前端为测点中心，末端开有螺纹，用来贴紧布置架Ⅰ5。

所述布置架Ⅰ5、布置架Ⅱ6两端圆孔之间中心距离为定距柱13长度的倍。

本发明的有益效果是：

1、通过一次测量即可获得声场中测点处三个方向的声强分量，保证了空间定位精度，简化了测量过程，节省测量时间；

2、本发明探头仅使用四个传声器，结构简单、使用方便，可广泛用于噪声源识别及控制领域。

附图说明

图1为本发明整体装配图；

图2为本发明布置架结构示意图；

图3为本发明支撑杆结构示意图；

图4为本发明手柄结构示意图；

图5为本发明中心方杆结构示意图；

图6为本发明挡板结构示意图；

图7为本发明四传声器分布数学模型；

图1中的标号：1-传声器Ⅰ，2-传声器Ⅱ，3-传声器Ⅲ，4-传声器Ⅳ，5-布置架Ⅰ，6-布置架Ⅱ，7-支撑杆，8-手柄，9-锁紧螺母，10-挡板，11-锁紧螺钉，12-固定柱，13-定距柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。