[发明专利]一种次声空气声校准装置

权利要求书

1.一种次声空气声校准装置，其特征在于：包括电机运动系统、波纹管组件、激光测振仪、密封腔、差分压力传感器、参考腔、测控系统、标准次声传感器和被校次声传感器；电机运动系统通过连杆带动波纹管组件往复运动，在密封腔内产生正弦次声波；激光测振仪通过测量电机运动部件的位移计算得到密封腔内的次声声压级，实现次声传感器的绝对校准；参考腔与密封腔通过差分压力传感器进行连通；所述测控系统用于采集传感器输出信号，传递至计算机进行计算和反馈控制；所述标准次声传感器和被校次声传感器同时安装在密封腔内，通过比较法实现次声传感器的相对校准。

2.如权利要求1所述的一种次声空气声校准装置，其特征在于：所述的电机运动系统包括直线电机、电机控制器、气浮导轨和基座；整体机械结构安装在基座上，直线电机采用气浮导轨进行支撑，以减小其运行阻力，电机控制器用于控制直线电机运动；电机运动系统通过闭环反馈控制减小其输出失真。

3.如权利要求1所述的一种次声空气声校准装置，其特征在于：所述的波纹管组件包括波纹管、封闭端盖和开孔端盖；封闭端盖通过连杆与直线电机连接，在电机驱动下进行反复正弦运动；开孔端盖中心开有与密封腔连通的通孔，通过空心连杆与密封腔连接；作为优选，波纹管、封闭端盖、开孔端盖之间采用焊接方式进行安装连接，以保证安装的气密性；由于波纹管相对于活塞结构具有更好的密闭性，能够有效减少空气泄漏，产生更低频率的次声波；由于波纹管具有较高的收缩比，能够在较小的推力下产生足够的次声声压级；由于波纹管为柔性元件，工作时对同轴度的要求不高，从而有利于安装实现。

4.如权利要求1所述的一种次声空气声校准装置，其特征在于：所述的密封腔一端开有通孔，用于和波纹管组件内部连通，另一端为可拆卸端盖，用于安装标准次声传感器和被校次声传感器；对于不同尺寸的被校次声传感器，通过更换可拆卸端盖实现快速安装；此外，可拆卸端盖上开有螺纹孔，用于和参考腔连通；密封腔内部安装分布压力传感器、分布温度传感器，用于监测腔体内的温度和压力，以实现绝对法校准模型的环境参数修正。

5.如权利要求1所述的一种次声空气声校准装置，其特征在于：所述的参考腔与密封腔尺寸相同，在与密封腔相同的位置开有螺纹孔，用于和密封腔连通；参考腔和密封腔的螺纹孔通过内置差分压力传感器的导管进行连通；由于室内环境大气波动较为缓慢，次声波动覆盖空间很广，短时间内密封腔与参考腔内的背景干扰噪声相同；在密封腔和参考腔之间安装差分压力传感器，输出为密封腔和参考腔的压力差，通过减小压力差抵消掉大部分背景干扰，能够准确测量密封腔内的压力，进行压力反馈控制。

6.如权利要求1所述的一种次声空气声校准装置，其特征在于：所述的测控系统包含激光测振仪采集器、次声传感器采集器、温度采集器、压力采集器，分别采集激光测振仪、标准和被校次声传感器、分布温度传感器、分布压力传感器和差分压力传感器的输出。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种次声空气声校准装置，其特征在于：工作方法为，

直线电机在电机控制器的控制下，产生标准正弦振动，通过连杆驱动波纹管组件产生往复正弦运动；波纹管组件与密封腔内的空气连通，波纹管往复运动压缩密封腔内的空气产生标准次声信号；

激光测振仪通过测量直线电机运动部件的位移计算得到密封腔内的标准声压值，分布温度传感器和分布压力传感器测得密封腔内的温度和压力，通过绝对法计算和温度压力补偿实现被校次声传感器的绝对法校准；

标准次声传感器和被校次声传感器同时安装在密封腔中，采集相同的标准次声信号，通过比较法计算实现被校次声传感器的相对法校准。