[发明专利]一种基于参考传声器的轴向交错式旋转声模态测量装置

说明书

本发明公开了一种基于参考传声器的轴向交错式旋转声模态测量装置，包括大齿轮、小齿轮、步进电机、旋转机匣以及静止机匣组成。在旋转机匣上周向均分了4排、各30个M12直径的螺纹孔用于加装传声器探头；旋转机匣外侧固定装配有大齿轮，待测量管道上装配有步进电机，步进电机的轴上安装有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合；步进电机驱动小齿轮带动旋转机匣旋转，通过安装在旋转机匣上的传声器探头实现对待测量管道声场360度的测量。本发明提供的装置可以极大地减短旋转机匣轴向尺寸，减小了旋转机匣的重量，有效地提高测量系统的鲁棒性和适用范围。

技术领域

本发明属于声学测量技术领域，具体涉及一种基于参考传声器的轴向交错式旋转声模态测量装置。

背景技术

众所周知，对于航空发动机、压缩机、通风机等叶轮机械而言，其内部核心部件产生的噪声总有一部分会通过进口管道或出口管道传播到外界环境，对周边居民以及厂房工作人员的生活和工作造成了严重的影响。为了减小这类噪声对人们生活和工作的影响，就需要采取一系列降噪措施，其中最典型的就是在进口管道以及出口管道安装消音声衬。消音声衬具有很强的针对性，这就导致了：一方面，消音声衬的设计和加工价格高昂；另一方面，消音声衬需要得到准确的管道噪声信息。因此，就需要准确通过实验手段捕捉管道声模态，提供给设计部门并指导消音声衬的设计。

然而，在实际的管道声模态测量实验中又表现出诸多难点，包括：第一，管道声模态表现出很强的三维特征，在实际的管道声模态测量之中不仅需要对周向声模态进行测量，有需要对径向声模态进行测量；第二，为了准确地测量出径向声模态，就需要采用大量数目的径向耙，或者是轴向传声器阵列；第三，在实际的管道声模态测量实验中，径向耙的引入会干扰管道内的流场，并散射出额外的声模态；第四，轴向传声器阵列虽然不会干扰管道内的流场，但是伴随着径向模态的增加，轴向传声器数目也随之增加，这样会导致安装轴向传声器的管道轴向尺寸极大地增长。由于实验场地的限制，过长的尺寸是无法安装到消声室内的，同时，安装轴向传声器的旋转机匣会因其过长的尺寸而影响其同心度，易引起齿轮卡死、烧电机等不良现象。

针对大尺寸管道声模态测试的需要，需要一种轴向尺寸较短的声模态测量装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于参考传声器的轴向交错式旋转声模态测量装置，包括大齿轮、小齿轮、步进电机、旋转机匣以及静止机匣组成。在旋转机匣上周向均分了4排、各30个M12直径的螺纹孔用于加装传声器探头；旋转机匣外侧固定装配有大齿轮，待测量管道上装配有步进电机，步进电机的轴上安装有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合；步进电机驱动小齿轮带动旋转机匣旋转，通过安装在旋转机匣上的传声器探头实现对待测量管道声场360度的测量。本发明提供的装置可以极大地减短旋转机匣轴向尺寸，减小了旋转机匣的重量，有效地提高测量系统的鲁棒性和适用范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于参考传声器的轴向交错式旋转声模态测量装置，包括大齿轮、小齿轮、步进电机、旋转机匣、静止机匣、第一滚动轴承和第二滚动轴承；

所述旋转机匣的一端与所述静止机匣的一端连接，连接处嵌有第一滚动轴承，所述旋转机匣与第一滚动轴承的外圈固定连接，所述静止机匣与第一滚动轴承的内圈固定连接；所述旋转机匣的另一端与待测量管道连接，连接处嵌有第二滚动轴承，所述旋转机匣与第二滚动轴承的外圈固定连接，所述待测量管道与第二滚动轴承的内圈固定连接；所述静止机匣的另一端与待测量管道固定连接；

所述旋转机匣与待测量管道连接的一端外侧固定装配大齿轮；与旋转机匣连接的待测量管道上装配有步进电机；所述步进电机的轴上安装有小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合；所述步进电机驱动小齿轮，小齿轮驱动大齿轮，带动旋转机匣旋转，通过安装在旋转机匣上的传声器探头实现对待测量管道声场360度的测量。

优选地，所述旋转机匣上设置多个螺纹孔，用于安装传声器探头。