專利名稱：：橢球體次聲波聲聚能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及為試驗所需而獲得強次聲場的方法，特別涉及一種為了研究次聲波對人類、動物、植物以及各種原材料的影響，而需要創(chuàng)建高強度次聲波的橢球體次聲波聲聚能方法。
背景技術(shù)：
：在自然界中存在大量的次聲波，如地震、海嘯、狂風等。在大型武器爆炸時，會產(chǎn)生強大的沖擊波，其中次聲波的成分也很大。現(xiàn)代科技的發(fā)展，擴展到各個領(lǐng)域，次聲波武器也成為現(xiàn)代武器之一。有文獻報道稱，高強度的次聲波對于人類的生命和健康危害很大，不同強度的次聲波可以使人類情緒不安、神經(jīng)錯亂、機體損傷、奄奄一息、甚至死亡。但研究表明一定強度的次聲波對于人類的健康有益，甚至可以用于對某種疾病的醫(yī)療。研究創(chuàng)建高強度次聲場，供有關(guān)科研單位研究了解不同頻率、不同強度的次聲波對人員、動物、植物或各種原材料的影響情況。更重要的是，一旦我們的人員遭遇到高強度次聲波的惡劣環(huán)境時，研究如何進行防御，使次聲波災害對人和物的損傷程度達到最小。于是，如何創(chuàng)建可供科研單位進行試驗的高強度次聲波聲場是科研人員面臨的一項重要課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種橢球體內(nèi)次聲波聲聚能方法，該方法應用管中空氣諧振原理，增強揚聲器的低頻和次聲頻的聲輻射能力。當管內(nèi)空氣諧振時，聲管開口處的聲輸出會達到一個很高的聲壓級。把聲管的開口端導入橢球體聲聚能室的一個焦點，能在聲聚能室內(nèi)創(chuàng)建一個高強度的次聲波聚能聲場空間。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是橢球體次聲波聲聚能方法按下列步驟進行①、設計聲諧振管首先根據(jù)管諧振頻率計算公式LK74P'求出聲諧振管的長度，其中F為設定頻率；C為聲速；L為聲諧振管長度；然后選擇聲源，根據(jù)聲源的口徑設計聲諧振管的直徑；再按照聲諧振管長度和直徑的設計尺寸制造聲諧振管；②、組裝聲源和聲諧振管將聲源和聲諧振管組裝為一體，其中聲諧振管的一端為開口端，另一端與聲源相連接；③、設計橢球體次聲波聲聚能室首先確定設定頻率與橢球體長軸有以下關(guān)系式F=C/2aX6，然后根據(jù)關(guān)系式求出橢球體長軸的設計尺寸；其中F為設定頻率；C為聲速；2a為橢球體的長軸尺寸；再根據(jù)組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物的尺寸設計橢球體的兩個短軸尺寸；然后按照橢球體長軸和兩個短軸的設計尺寸制造橢球體次聲波聲聚能室；④、確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置首先根據(jù)橢圓半焦距公式C=V"2-先確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點至次聲波聲場參考點的距離2c，然后根據(jù)兩點之間的距離確定聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置；⑤、固定組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物將組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物置于橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)，其中聲諧振管的開口端置于聲源焦點上，被測物置于參考點或圍繞參考點的次聲波聲場聚能區(qū)域內(nèi)；⑥、接通聲源的信號源后，聲源產(chǎn)生的次聲波通過聲諧振管內(nèi)的空氣諧振，在橢球體內(nèi)輻射，在橢球體的右半球空間內(nèi)形成聚能次聲波聲場。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明可以使用聲輸出較小的聲源，通過聲管諧振及橢球內(nèi)聲場的聚能產(chǎn)生數(shù)倍于聲源可建立的次聲波聲場之強度。在橢球體內(nèi)聚能聲場的聲壓級可以比聲源在自由聲場中得到的聲壓級高20-30dB。2、采用本方法可供研究人員做高強度噪聲對人體、對動植物的影響程度試驗或如何防護的試驗等，為研究人員做試驗提供了可靠和有效的聲學環(huán)境。圖1是橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點及次聲波聲場參考點示意圖。圖2是聲源與直聲諧振管組裝方式示意圖。圖3是聲源與彎聲諧振管組裝方式示意圖。圖4是試驗1中用正弦信號測量的揚聲器和揚聲器加聲管頻響曲線對比圖。圖5是試驗2中用正弦信號測量的揚聲器和揚聲器加聲管頻響曲線對比圖。圖6是實施例中與聲源組合為一體的聲諧振管及傳聲器測量位置示意圖。圖7是實施例中用正弦信號測量的消聲室內(nèi)和橢球體內(nèi)頻響曲線對比圖。圖8是實施例中用倍頻帶粉紅噪聲測量的消聲室內(nèi)和橢球體內(nèi)頻響曲線對比圖。圖9是測量各倍頻帶在橢球體內(nèi)聲場分布情況的測量點示意圖。圖10典型倍頻帶在各測量點處測試結(jié)果標示圖。以上圖7、8中的曲線1為傳聲器置于聲管前方軸線上(1M1W條件)，在消聲室中測得。曲線2為傳聲器置于聲管開口端中心位置，在消聲室中測得。曲線3為聲管開口端置于橢球體內(nèi)左焦點上，傳聲器置于右焦點上測得。具體實施例方式參照附圖，橢球體次聲波聲聚能方法按下列步驟迸行①、設計聲諧振管首先根據(jù)管諧振頻率計算公式L-C/4F求出聲諧振管的長度，其中F為設定頻率；C為聲速(常溫為343米/秒)；L為聲諧振管長度；然后選擇聲源，根據(jù)聲源的口徑設計聲諧振管的直徑；再按照聲諧振管長度和直徑的設計尺寸制造聲諧振管。本發(fā)明利用聲管諧振來取得特定頻率(低頻或次聲頻)，即應用聲管中空氣諧振原理來激勵聲源次聲頻段的聲輻射能力。如果管長是聲源發(fā)出聲波的l/4波長的奇數(shù)倍，那么聲管的開口端輻射的聲波的能量就會因為管內(nèi)空氣諧振而比聲源本身直接輻射的聲能增強許多倍。以下通過試驗對聲管諧振的特性進行驗證-.試驗1:選用內(nèi)徑為O240mm長3450,的圓硬塑管做試驗。試驗用O250mm口徑的紙盆揚聲器，振膜直徑約為4>230ram。選用內(nèi)徑為①240隱，壁厚5mm的圓型硬塑料管做聲管，管長3450mm。以下測量均采用丹麥B&k公司生產(chǎn)的PULSE3560B動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)進行。測試前，先把揚聲器安裝于一個內(nèi)徑為O240mm，長度為260咖的圓形小閉箱中，作為聲源。測試時，將帶有閉箱的O250mm揚聲器置于消聲室中，在距離揚聲器前方lm處，通過傳聲器將頻響曲線測量出來。然后，再把0240*3450的塑料聲管安裝于小閉箱的前方，使揚聲器輻射方向?qū)事暪?，測試時，把聲管開口端置于消聲室內(nèi)，傳聲器置于距離聲管lm的軸線上，通過傳聲器將頻響曲線測量出來，參見圖4。分析以上測出的兩條曲線可以看到管諧振的效果很明顯。在第一階諧振頻率25Hz處，帶聲管比不帶聲管的聲壓級提高了39dB;在第二階諧振頻率75Hz處，帶聲管比不帶聲管的聲壓級提高了lldB，在第三階諧振頻率124Hz處，帶聲管比不帶聲管的聲壓級提高了約6dB等等。而這里的25Hz和75Hz和124Hz是分別對應于3.45m長的聲諧振管的1/4波長、3/4波長和5/4波長的頻率。下面利用諧振頻率公式L-iC/4F，求出以上聲諧振管內(nèi)各階頻率，其中F為頻率；C為聲速(常溫為343米/秒)；L為聲諧振管長度；i為節(jié)點奇數(shù)l、3、5…Fl=343/(3.45X4)=24.85HZF2=343/(3.45X4/3)=74.56HZF3=343/(3.45X4/5)=124.3HZ試驗2:用0130隱揚聲器閉箱加①130*2600咖聲管做試驗。把O130mm揚聲器裝入一個直徑O130ran，長為400rani的圓筒中，后面封閉，做成一個小閉箱。在消聲室內(nèi)測試后，再在揚聲器輻射面前方安裝一個直徑①130mm，長2600mm的聲管，再在消聲室內(nèi)進行測量并得到兩條頻響曲線，參見圖5。下面利用諧振頻率公式L=iC/4F，求出以上聲諧振管內(nèi)各階頻率。Fl:343/(2.6X4)=33.OHz.F2=343/(2.6X4/3)=99.OHz.F3=343/(2.6X4/5)=164.9Hz,F4-343/(2.6X4/7)=230.9Hz.以上計算出的各階諧振頻率值與實驗中加聲管測試的頻響曲線上的各諧振峰頻率值基本相同。通過以上試驗驗證得出1、隨著頻率的升高，聲管諧振的聲壓級上升的幅度會降低。這是因為隨著頻率的升高，其波長逐漸變短，當聲音波長與聲管直徑相當時，非聲管軸線方向傳播的聲波顯著增加，聲管中的縱向空氣柱諧振減弱，直至不能再諧振了。如1000Hz以上的聲音，其波長小于0.34m,與①0.24m的圓管直徑相當了，所以，在1000Hz以上的頻段，就不存在空氣柱諧振現(xiàn)象了。2、要想提高聲管高階諧振的頻率，必須縮小聲管的直徑(即選擇小口徑的揚聲器)。在聲波波長與聲管直徑相當?shù)念l率以下，聲管內(nèi)空氣柱都可以諧振。3、在超低頻段，如聲管諧振時，在最低諧振頻率Fl點，加聲管時測出的聲壓級比揚聲器不加聲管測出的聲壓級提高20-30dB。通過以上試驗驗證還可以得出要獲得超低頻或次聲頻段的聲管空氣諧振，必須使聲管的長度至少等于聲管一階諧振頻率波長的1/4，而頻率越低，波長越長，聲管就要做的越長。如10Hz的次聲波，其波長為34.3M,A/4=8.58M。要做這樣長的一個次聲源，無論是建造、運輸、安裝都不方便。所以在設計制造聲諧振管時，要考慮聲管的長度是否便于運輸安裝，如果聲管過長，可采取用直角彎管進行連接，這樣可縮短聲源的整體長度。但是必須保證彎曲部位的長度加上連接短管的長度與所需聲管的總長度相等，且彎曲部位的直徑與所需聲管直徑相等。以下通過試驗分別對聲源加直管和聲源加彎曲管進行測試，測試聲源釆用130mm揚聲器閉箱，彎曲聲管由6個直角彎管和連接短管組成，(其安裝方式參見圖2、3)總長度為2400咖。為了避免非自由聲場對測試結(jié)果的不良影響，測試時把傳聲器置于聲管的開口端面位置中心。用正弦信號和倍頻帶粉紅噪聲信號，分別對直聲管和彎曲聲管進行測量。表1是實測的直管與彎管頻響曲線上各階諧振峰頻率值和諧振峰聲壓級值。表1-1直聲管正弦信號測試c<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2是用倍頻帶粉紅噪聲測量的直管和彎管的聲壓級頻率響應數(shù)據(jù):<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過對同樣內(nèi)徑、同樣長度的直管和彎曲管進行同樣的測試，然后將兩者的結(jié)果進行對比的出在次聲頻的范圍內(nèi)，每個直角彎頭的聲壓級衰減在1.4/6=0.24dB以內(nèi)。所以，在進行工程設計和施工中，在傳輸次聲波時，完全可以使用折疊彎管來代替直管，這樣可以縮小聲諧振管的長度尺寸，使次聲頻聲源產(chǎn)品能夠少占空間，便于儲存與運輸。②、組裝聲源和聲諧振管將聲源和聲諧振管組裝為一體，其中聲諧振管的一端為開口端，另一端與聲源相連接。聲源采用揚聲器，在組裝之前，為了防止揚聲器從后面輻射的聲波干涉向前面輻射的聲波，先將揚聲器裝入小閉箱里。然后將裝有揚聲器的輻射面對準聲管的一端固定連接，由聲管的開卩端發(fā)聲。③、設計橢球體次聲波聲聚能室首先確定設定頻率與橢球體長軸有以下關(guān)系式F-C/2aX6，然后根據(jù)關(guān)系式求出橢球體長軸的設計尺寸；其中F為設定頻率；C為聲速；2a為橢球體的長軸尺寸；再根據(jù)組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物的尺寸設計橢球體的兩個短軸尺寸；然后按照橢球體長軸和兩個短軸的設計尺寸制造橢球體次聲波聲聚能室；橢球體次聲波聲聚能室以橢球體的幾何中心0為三維坐標的原點，水平面上的x軸為橢球體的長軸；水平面上的y軸為橢球體的一個短軸，垂直于水平面的軸為橢球體的另一個短軸，如果兩個短軸相等，這個橢球體就是一個旋轉(zhuǎn)橢球體。橢球體次聲波聲聚能室的尺寸大小可視需要而定。根據(jù)對試驗數(shù)據(jù)的分析，找到了在橢球體內(nèi)聲源產(chǎn)生次聲波規(guī)律，即設定頻率與橢球體長軸有以下關(guān)系式F=C/2aX6，有了以上關(guān)系式，在設計橢球體次聲波聲聚能室時，根據(jù)測試所需的設定頻率就很容易求出橢球的長軸尺寸。、確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置首先根據(jù)橢圓半焦距公式c=Vfl2-&2先確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點至次聲波聲場參考點的距離，然后根據(jù)兩點之間的距離確定聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置。在平面直角坐標系中，橢圓的標準方程為^+^=1其中aX)，b>0。a、b中較大者為橢圓長半軸長，較短者為短半軸長。當&b時，焦點在x軸上，焦距-2c，c=^a一6對于旋轉(zhuǎn)橢球體，可以根據(jù)以上公式找出橢球體長軸上的兩個焦點，兩個焦點對稱地位于橢球體幾何中心0的兩側(cè)，這兩個焦點分別為聲源焦點DO和次聲波聲場參考點M0，如圖1所示。利用聲管諧振特性，通過在橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)，確定聲源焦點的位置和次聲波聲場參考點的位置，可在橢球體內(nèi)創(chuàng)建一個高強度次聲波聲場區(qū)域。⑤、固定組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物將組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物置于橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)，其中聲諧振管的開口端置于聲源焦點上，被測物置于參考點或圍繞參考點的次聲波聲場聚能區(qū)域內(nèi)；聲源采用揚聲器，被測物可以是傳聲器或者是可供研究人員進行實驗的動植物以及各種原材料等。、接通聲源的信號源后，聲源產(chǎn)生的次聲波通過聲諧振管內(nèi)的空氣諧振，在橢球體內(nèi)輻射，在橢球體的右半球空間內(nèi)形成聚能次聲波聲場。下面結(jié)合實施例進一步闡述本發(fā)明聲源選擇O130mm揚聲器；聲管長度為8060mm;聲管直徑為O130躍。為了防止在消聲室測量時揚聲器向后輻射的聲波與向前輻射的聲波相互干涉，需把向后輻射的聲波屏蔽掉。因此，將O130mra揚聲器裝入一個直徑為0130mm;長為400誦的封閉箱中，用以防止向后輻射的聲波輻射出去。然后將長度為8060mm;直徑為130咖聲管的一端安裝上揚聲器，聲管的另一端為開口端輻射聲音。將組裝為一體的揚聲器和聲管置于消聲室，此時將傳聲器置于距聲管前方軸線上lm處，和將傳聲器置于聲管開口端中心位置，用正弦信號分別測得的頻響曲線如圖7中的曲線1和曲線2所示。然后將組裝為一體的揚聲器和彎曲聲管的開口端置于一個橢球體次聲波聚能室里，如圖6所示，這個橢球體是一個長軸為1500mm，兩個短軸分別為1200mm的旋轉(zhuǎn)橢球體模型。將彎曲聲管的開口端置于橢球體聲源焦點DO處，將傳聲器置于次聲波參考點MO處，同樣用正弦信號所測得的頻響曲線如圖7中的曲線3所示。分析圖7中的三條曲線可知在消聲室中聲管開口端中心位置測得的頻響曲線(曲線2)，比在聲管輻射面前方1M處測得的頻響曲線(曲線l)，聲壓級平均高出25-30dB左右。而在橢球體中，聲源置于左焦點，傳聲器置于右焦點處所測得的頻響曲線(曲線3)上，在40Hz以下的頻段，聲壓級高于在消聲室內(nèi)聲管開口處測得的聲壓級(曲線2)。由此可見，長軸1500ram，短軸1200mm的旋轉(zhuǎn)橢球體模型能夠提升次聲頻段的聲壓級。也可以說，此橢球體對于次聲頻段的聲聚能效果是明顯的。用倍頻帶粉紅噪聲測量的頻響曲線1、2、3如圖8所示。綜合分析圖7、圖8用兩種測試信號分別測得的頻響曲線可知在40Hz以下頻段，在橢球體內(nèi)測得的聲壓級高于聲管開口中心測得的聲壓級。下面對橢球體內(nèi)沒有安裝聲源的半球(指提供給實驗使用的聲場區(qū)域)內(nèi)空間各點的聲場分布情況做進一步描述。如果把聲源置于橢球體內(nèi)的左焦點上(DO),如果在能夠聚焦的頻段范圍內(nèi)測量時，聲源發(fā)出的聲能就應該較好地聚焦于橢球體的右焦點(MO)上。表現(xiàn)在右焦點處的聲壓級最高，其余各點聲壓級都低于右焦點處的聲壓級。聲壓級的差值越大，聚焦效果越好。反之，聚焦不好。如果右半球空間內(nèi)各點的聲壓級都相同，就是完全沒有聚焦。通過試驗和研究表明，在應用小型橢球體模型(長軸1500mm短軸1200mm)測試時，當使用的測試頻率(頻帶)不同時，橢球體內(nèi)右半球空間聲場分布情況也各不相同在500Hz以上的頻段，聲音能量在右焦點MO處聚焦性能良好。而且頻率越高，聚焦性能越好。如圖10中的lKHz所示。在40Hz—500Hz頻段內(nèi)，隨著頻率的降低，聚焦性能越來越差。如圖10中的63Hz所示。在40Hz以下的頻段，在橢球體內(nèi)幾乎完全不聚焦，而且形成橢球體內(nèi)各點的聲壓級幾乎都一樣。如圖10中的16Hz所示。測量各頻率(頻帶)在橢球體內(nèi)聲場分布情況時的測量點示意圖如圖9所示。圖10是典型倍頻帶在橢球體右半部空間各測量點處測試結(jié)果的標示圖。測量選取了以16Hz、63Hz、和lKHz為中心頻率的三個典型倍頻帶，這三個倍頻帶分別代表是否聚焦的一種情況圖9中，DO是橢球體的左焦點，是聲源所在處。MO是橢球體的右焦點，傳聲器所在處。圖中的A、B、C、F、Q、E、G、H、R和30、20、10、-10、-20等點都是測量點的位置。每個相鄰測量點之間的距離都是10cm。每一個測量點都代表著，通過此點垂直于長軸的平面上的一個圓的圓周上的所有點。這個圓的圓心是平面與長軸的交點，這個圓的半徑是該點到長軸的垂直距離。在圖10中的每個測量點處，如標注"(-6)"表示此點的聲壓級比M0點的聲壓級低6dB;如標注"◎"表示此點的聲壓級與圖點的聲壓級相等；依此類推。這里應該指出的是，對于不同尺寸的橢球體而言，頻率特性各不相同。測試使用的旋轉(zhuǎn)橢球體是指長軸1500mm，短軸1200mm的橢球體，各種測試數(shù)據(jù)和測試曲線都與這個橢球體的特性有關(guān)。橢球體的尺寸大小決定著它的特性。但不同尺寸的旋轉(zhuǎn)橢球體也有其共同的規(guī)律可循，這就是頻率與橢球體長軸具有的關(guān)系式Fl=c/2aX6。在頻率小于Fl二c/2aX6的頻段內(nèi)橢球體內(nèi)聲場完全不聚焦。橢球體內(nèi)各測量點的聲壓級大小都與MO點的相同，聲場分布均勻。在此頻段內(nèi)，在MO點測得的聲壓級高于前述聲管開口中心測得的聲壓級。由此可見，要在次聲頻段應用橢球體獲得比聲管開口中心處還要高的聲壓級，就必須使用f〈Fl的頻段。而且必須滿足Fl>20Hz=c/12a的條件。即必須滿足a<343/(20*12)=1.43M的條件。也就是說，所使用的橢球體的長軸尺寸應該不大于2a=2.86M。驗算一下，如果設計橢球體的長軸尺寸為4m，那么Fl=c/2aX6=343/24=14.3Hz.也就是說，在長軸為4m的橢球體內(nèi)測量時，在F44.3Hz以下的頻段，才能實現(xiàn)橢球體內(nèi)的聲壓級測量值高于前述聲管開口中心處的聲壓級測量值。而在高于F=14.3Hz的頻段(14.3Hz〈f〈F2，F(xiàn)2=c/a=171.5Hz)內(nèi)，橢球體內(nèi)的聲壓級測量值低于前述聲管開口中心處的聲壓級測量值。從關(guān)系式可以看出，太小的橢球體，雖然F1可以上升，但因容積太小了，做動物試驗或?qū)θ祟愑绊懙脑囼灂r容納不下，聲場也會受到影響。但增加橢球體的尺寸又受到F降低的限制，所以制作應用于次聲波頻段的橢球體時，其尺寸大小應綜合考慮。當然，F(xiàn)l以上的頻率不是不能用，而是它的聲壓級增益不如F1以下頻率的大。以上所做的各種試驗，都是使用中、小型紙盆揚聲器，試驗中得到的各種曲線上的聲壓級數(shù)據(jù)，都是在饋給揚聲器1W電功率時得到的。如果要創(chuàng)建高聲強的次聲頻聲場，還需要提高聲源的輻射聲功率，也就是要提高饋給聲源的電功率或使產(chǎn)生次聲波的聲源的活塞面積增大，或使活塞運動的振幅增大(可使用活塞泵)，或搞次聲波聲源的組合體來增加聲源的聲輸出。在圖7中，用1W的電功率，(J)130mm的小揚聲器，就能在試驗用的橢球體模型中產(chǎn)生10Hz的頻率和103dB的聲壓級。如果設想加給聲源的電功率增加到IOOW，就是輸入電功率上升了20dB,按理論計算聲源輸出的聲功率也應該提高20dB,在橢球體內(nèi)M0點和整個右半球空間內(nèi)所有測量點測得的聲壓級也應該都提高20dB，可達到123dB。這樣就創(chuàng)建了一個10Hz的頻率，能達到123dB的容積為半個橢球體的次聲波聲場。當然，可以使用口徑更大的揚聲器，可以輸入給聲源更高的電功率，使聲源輸出的聲功率更大?；蚴褂媒M合揚聲器聲源。四只同樣口徑的揚聲器兩兩相對安裝，同相位饋電，用以加強聲管內(nèi)空氣的諧振力度，增加聲管的輸出聲功率。也可以利用大面積的活塞泵的往復運動代替紙盆揚聲器作為次聲波聲源，能夠大大地提高輸出次聲波的強度。通過以上各種途徑增加聲源的聲功率輸出，再配合橢球體內(nèi)聲聚能的特性之方法，可以創(chuàng)建出更高聲壓級的強次聲波聲場。另外在聲諧振管和橢球體次聲波聚能室設計上還要注意的幾個技術(shù)關(guān)鍵1、聲諧振管和橢球體的選材必須是材質(zhì)堅硬、單位面積質(zhì)量大、隔聲性能良好的材料。管和球體內(nèi)表面光滑。2、為了在橢球體內(nèi)安裝聲源和傳聲器(動、植物或各種原材料等)，可在橢球體的短軸方向開一個門，供人員出入和器材搬運，必須保證內(nèi)表面與球體一致，并有有效的隔聲措施。3、選用調(diào)制氣流揚聲器做為聲源時必須保持氣體的清潔、干凈(無油污)，可考慮在橢球體短軸方向開排氣孔。權(quán)利要求1、一種橢球體次聲波聲聚能方法，其特征為按下列步驟進行①、設計聲諧振管首先根據(jù)管諧振頻率計算公式L＝C/4F求出聲諧振管的長度，其中F為設定頻率；C為聲速；L為聲諧振管長度；然后選擇聲源，根據(jù)聲源的口徑設計聲諧振管的直徑；再按照聲諧振管長度和直徑的設計尺寸制造聲諧振管；②、組裝聲源和聲諧振管將聲源和聲諧振管組裝為一體，其中聲諧振管的一端為開口端，另一端與聲源相連接；③、設計橢球體次聲波聲聚能室首先確定設定頻率與橢球體長軸有以下關(guān)系式F＝C/2a×6，然后根據(jù)關(guān)系式求出橢球體長軸的設計尺寸；其中F為設定頻率；C為聲速；2a為橢球體的長軸尺寸；再根據(jù)組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物的尺寸設計橢球體的兩個短軸尺寸；然后按照橢球體長軸和兩個短軸的設計尺寸制造橢球體次聲波聲聚能室；④、確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置首先根據(jù)橢圓半焦距公式先確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點至次聲波聲場參考點的距離2c，然后根據(jù)兩點之間的距離確定聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置；⑤、固定組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物將組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物置于橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)，其中聲諧振管的開口端置于聲源焦點上，被測物置于參考點或參考點的次聲波聲場聚能區(qū)域內(nèi)；⑥、接通聲源的信號源后，聲源產(chǎn)生的次聲波通過聲諧振管內(nèi)的空氣諧振，在橢球體內(nèi)輻射，在橢球體的右半球空間內(nèi)形成聚能次聲波聲場。全文摘要本發(fā)明涉及一種橢球體次聲波聲聚能方法。其步驟為設計聲諧振管、組裝聲源和聲諧振管、設計橢球體次聲波聲聚能室、確定橢球體次聲波聲聚能室內(nèi)聲源焦點及次聲波聲場參考點的位置、固定組裝為一體的聲源和聲諧振管以及被測物、接通聲源后，聲源產(chǎn)生的次聲波通過聲諧振管內(nèi)的空氣諧振，在橢球體內(nèi)輻射，在橢球體的右半球空間內(nèi)形成聚能次聲波聲場。本發(fā)明使用聲輸出較小的聲源，通過聲管諧振及橢球內(nèi)聲場的聚能產(chǎn)生數(shù)倍于聲源可建立的次聲波聲場之強度。在橢球體內(nèi)聚能聲場的聲壓級比聲源在自由聲場中的聲壓級高20-30dB。本方法可供研究人員做高強度噪聲對人體、動植物的影響程度或如何防護的試驗等，為研究人員做試驗提供了可靠和有效的聲學環(huán)境。文檔編號G10K11/26GK101419794SQ20081015318公開日2009年4月29日申請日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者孫振華,張吉宏,張積元,趙顯揚,龍江霞申請人:天津市中環(huán)電子信息集團有限公司;天津中環(huán)真美聲學技術(shù)有限公司