CN102611982B

CN102611982B - 传声器校准用夹具

Info

Publication number: CN102611982B
Application number: CN201210082681.1A
Authority: CN
Inventors: 何闻; 周远来; 贾叔仕
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102611982A

Abstract

传声器校准用夹具，包括固定于活塞发生器、并与密闭腔壁连接的中空的支座，套接于支座内用于安装待校准的传声器的中空的外套，和将外套和支座及传声器相互固定的锁紧机构；将待校准的传声器插入外套内部，外套包括与传声器间隙配合的套筒部和与锁紧机构配合以固定传声器的锁紧部，传声器的声压补偿孔位于套筒部覆盖的区域内；外套的套筒部和传声器之间设有第一密封圈，支座与外套的套筒部之间设有第二密封圈，支座与密闭腔壁之间设有第三密封圈。本发明具有结构简单、传声器安装拆卸方便、传声器装夹稳固可靠、密封性好的优点。

Description

传声器校准用夹具

技术领域

本发明涉及一种传声器校准用夹具。

技术背景

活塞发生器是一个振动频率和振幅已知的圆柱形活塞，在一个密闭的空腔中往复运动产生已知声压。活塞用激振器推动作正弦运动，采用绝热、密闭及等压假设而得到的公式：

Figure 2012100826811100002DEST_PATH_IMAGE001

，其中

为产生的声压、为空气比热比、为静压、为活塞的直径、

为活塞运动的位移、为活塞平衡位置时密闭腔的体积，然后采用热传导、空气泄漏及波动修正，来弥补假设带来的误差。活塞发生器是标准声源之一，它适用于低频率时校准传声器。

校准时，传声器需方便地安装在活塞发生器的密封空腔内，同时需保证空腔的密封性。此外，为了得到传声器在自由声场和压力声场中的灵敏度，需分别将传声器端部声压补偿孔置于声场中或声场外：当传声器的端部声压补偿孔处于声场中时，得到的传声器灵敏度为传声器自由声场灵敏度；反之，得到传声器的压力声场灵敏度。为将传声器方便地安装于密闭的空腔中，需要设计一种传声器校准用夹具，在确保腔体密封性的同时，使校准时的传声器的声压补偿孔能够位于声场中或声场外。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将待校准的传声器方便地安装于活塞发生器的密闭空腔中，不但能确保腔体的密封性，而且能够使传声器的声压补偿孔处于声场中或者声场外的传声器校准用夹具。

传声器校准用夹具，包括固定于活塞发生器、并与密闭腔壁连接的中空的支座，套接于支座内用于安装待校准的传声器的中空的外套，和将外套和支座及传声器相互固定的锁紧机构；

将待校准的传声器插入外套内部，外套包括与传声器间隙配合的套筒部和与锁紧机构配合以固定传声器的锁紧部，传声器的声压补偿孔位于套筒部覆盖的区域内；套筒部与传声器之间有间隙、从而不会堵塞传声器上的声压补偿孔；

外套的套筒部和传声器之间设有第一密封圈，支座与外套的套筒部之间设有第二密封圈，支座与密闭腔壁之间设有第三密封圈。利用三个密封圈将活塞发生器的密闭空腔与外界隔绝，保证空腔的密闭性。通过改变第一密封圈的位置，来使传声器的声压补偿孔位于声场内或声场外。当第一密封圈相对于声压补偿孔更远离密闭空腔时，声压补偿孔位于声场中；当第一密封圈相对于声压补偿孔更接近密闭空腔时，声压补偿孔位于声场外。

进一步，支座一端与密闭腔壁连接、另一端与锁紧机构连接，支座的外表面设有向外延伸的一圈环形台阶，第三密封圈设置于环形台阶和密闭腔壁之间；

锁紧机构包括与支座连接的锁紧环和与锁紧环通过螺纹连接的锁紧螺帽，锁紧环包括与支座连接的环形连接部和固定外套与传声器的夹持部；夹持部包括多个夹持片，夹持片沿连接部的圆周均匀分布，相邻的夹持片之间有缝隙，夹持部的外表面呈圆锥状；夹持部和连接部通过圆弧形过渡部连接；圆弧形过渡部是在夹持部的圆锥面底部切出半圆环，减小夹紧片的夹紧刚度，便于夹紧外套，进而夹紧传声器。

锁紧螺帽上设有一圈向内延伸的环形凸缘，环形凸缘呈与夹持片适配的内圆锥面。需要锁紧外套时，锁紧螺帽向靠近支座的方向旋进，同时，环形凸缘从夹持片的小端向大端移动；从而使夹持片之间相互并拢、夹紧外套。

进一步，外套的锁紧部包括多个沿套筒部向外延伸的锁紧片，锁紧片沿套筒部的圆周均匀分布，相邻的锁紧片之间有间隙，锁紧部的自由端呈圆锥形；锁紧环的夹持部抵紧外套的锁紧部。当锁紧螺帽使夹持片相互并拢时，锁紧片在夹持片的作用下也相互并拢，从而锁紧外套内的传声器。

进一步，外套的套筒部为直径相等的一段式圆柱形套筒，支座的通孔与外套套筒部适配。这种一段式圆柱形套筒用于容纳B&K4160传感器。

或者，外套的套筒部包括与锁紧部连接的前段套筒和后段套筒，前段套筒的直径小于后段套筒的直径；支座的通孔由前段通孔和后段通孔组成，前段通孔与外套套筒部的前段套筒适配，后段通孔与外套套筒部的后段套筒适配；前段套筒有部分位于后段通孔内，前段套筒的外表面与后段通孔的内壁面围成第一气腔，为防止气体堵塞，而造成外套安装不便，在支座上设有第一通气孔，使第一气腔通过该通气孔与外界大气相通；由于传声器与其前置放大器之间存在尺寸过渡，使得在传声器的安装过程中，其外表面易与后段套筒的内壁面形成第二气腔，为防止气体堵塞，而造成传声器安装不便，在外套上设有第二通气孔，使第二气腔通过该通气孔、第一气腔和第一通气孔与外界大气相通。这种两段式套筒用于容纳B&K4190型传声器。

进一步，锁紧环与支座通过螺纹连接，锁紧环的内表面设有内螺纹，支座的外表面设有与锁紧环的内螺纹啮合的外螺纹；锁紧环的外表面设有与锁紧螺帽的内螺纹啮合的外螺纹。

进一步，外套套筒部的内壁面开设有容纳第一密封圈的第一密封沟槽，支座的内壁面开设有容纳第二密封圈的第二密封沟槽，支座的环形台阶上开设有容纳第三密封圈的第三密封沟槽。

本发明的技术构思是：将待校准的传声器插入至外套的底部，再将装有传声器的外套装入支座中，使外套套筒部的端部与支座的端部持平，且传声器、外套套筒部和支座之间均为间隙配合。接着，将锁紧环套接于外套上，锁紧环的夹持部对应外套的锁紧部，锁紧环与支座螺纹连接。最后，将锁紧螺帽套在锁紧环上，调整好传声器位置后，拧紧锁紧螺帽，锁紧力通过锁紧环和外套传递到传声器上，最终将传声器夹紧。

支座设有第二密封沟槽和第三密封沟槽，外套中设有第一密封沟槽，外套中的第一密封沟槽的位置是根据传声器端部声压补偿孔的位置尺寸设计的。将第三密封圈装入第三密封沟槽中，可防止密闭空腔内的气压通过螺纹外泄，将第一密封圈和第二密封圈分别装入第一和第二密封沟槽中，可防止腔中气压通过支座和外套的内壁外泄，从而确保腔体的密封性。当传声器外套下端的密封沟槽分别位于传声器端部补偿孔内外侧时，声压补偿孔分别位于声场外或声场中，这样可使传声器位于密闭腔中，并在不同声场环境下被校准。

本发明能够使传声器位于密闭腔中，并在不同声场环境下被校准，具有结构简单、传声器安装拆卸方便、传声器装夹稳固可靠、密封性好的优点。

附图说明

图1为实施例一中夹具装配示意图。

图2为实施例一中传声器支座示意图。

图3为实施例一中传声器外套示意图。

图4锁紧环示意图。

图5锁紧螺帽示意图。

图6为实施例二中夹具装配示意图。

图7为实施例二中传声器支座示意图。

图8为实施例二中传声器外套示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1-5

传声器校准用夹具，包括固定于活塞发生器、并与密闭腔壁10连接的中空的支座1，套接于支座1内用于安装待校准的传声器3的中空的外套2，和将外套2和支座1及传声器3相互固定的锁紧机构；

待校准的传声器3插入外套2内部，外套2包括与传声器3间隙配合的套筒部和与锁紧机构配合以固定传声器的锁紧部，传声器3的声压补偿孔31位于套筒部覆盖的区域内；套筒部与传声器3之间有间隙、从而不会堵塞传声器上的声压补偿孔31；

外套2的套筒部和传声器3之间设有第一密封圈4，支座1与外套2的套筒部之间设有第二密封圈5，支座1与密闭腔壁10之间设有第三密封圈6。利用三个密封圈4、5、6将活塞发生器的密闭空腔与外界隔绝，保证空腔的密闭性。通过改变第一密封圈4的位置，来使传声器3的声压补偿孔31位于声场内或声场外。

当第一密封圈4相对于声压补偿孔更远离密闭空腔时，第一密封圈4将声压补偿孔31与外界隔离开来，而传声器3与外套2之间为间隙配合，声压补偿孔31与活塞发生器的声场连通，声压补偿孔31位于声场中，此时通过校准可得传声器的自由声场灵敏度。当第一密封圈4相对于声压补偿孔31更接近密闭空腔时，第一密封圈4将声压补偿孔31与腔中声场隔离开来，声压补偿孔31位于声场外，此时通过校准可得传声器3的压力声场灵敏度。

支座1一端与密闭腔壁10连接、另一端与锁紧机构连接，支座1的外表面设有向外延伸的一圈环形台阶11，环形台阶11上设有第三密封沟槽，第三密封圈6设置于密封沟槽13内；

锁紧机构包括与支座1连接的锁紧环7和与锁紧环7通过螺纹连接的锁紧螺帽8，锁紧环7包括与支座1连接的环形连接部71和固定外套2与传声器3的夹持部72；夹持部包括多个夹持片721，夹持片721沿连接部71的圆周均匀分布，相邻的夹持片721之间有缝隙722，夹持部72的外表面呈圆锥状；夹持部72和连接部71通过圆弧形过渡部73连接。圆弧形过渡部73是在夹持部的圆锥面底部切出半圆环，减小夹紧片721的夹紧刚度，便于夹紧外套2，进而夹紧传声器3。

锁紧螺帽8上设有一圈向内延伸的环形凸缘81，环形凸缘81呈与夹持片721适配的内圆锥面。需要锁紧外套2时，锁紧螺帽8向靠近支座1的方向旋进，同时，环形凸缘81从夹持片721的小端向大端移动；从而使夹持片721之间相互并拢并夹紧外套2。

外套2的锁紧部包括多个沿套筒部向外延伸的锁紧片21，锁紧片21沿套筒部的圆周均匀分布，相邻的锁紧片21之间有间隙22，锁紧部的自由端呈圆锥形；锁紧环7的夹持部抵紧外套2的锁紧部。当锁紧螺帽8使夹持片721相互并拢时，锁紧片21在夹持片721的作用下也相互并拢，从而锁紧外套2内的传声器3。

外套2的套筒部为直径相等的一段式圆柱形套筒，支座1的通孔与外套套筒部适配。这种一段式圆柱形套筒用于容纳B&K4160传感器。

锁紧环7与支座1通过螺纹连接，锁紧环7的内表面设有内螺纹74，支座1的外表面设有与锁紧环7的内螺纹74啮合的外螺纹；锁紧环7的外表面设有与锁紧螺帽8的内螺纹82啮合的外螺纹75。

外套套筒部的内壁面开设有容纳第一密封圈4的第一密封沟槽23，支座1的内壁面开设有容纳第二密封圈5的第二密封沟槽12，支座1的环形台阶11上开设有容纳第三密封圈6的第三密封沟槽13。

本发明的技术构思是：将待校准的传声器3插入至外套2的底部，再将装有传声器3的外套2装入支座1中，使外套套筒部的端部与支座1的端部持平，且传声器3、外套套筒部和支座1之间均为间隙配合。接着，将锁紧环7套接于外套2上，锁紧环7的夹持部72对应外套2的锁紧部，锁紧环7与支座1螺纹连接。最后，将锁紧螺帽8套在锁紧环7上，调整好传声器3位置后，拧紧锁紧螺帽8，锁紧力通过锁紧环7和外套2传递到传声器3上，最终将传声器3夹紧。

支座1设有第二密封沟槽12和第三密封沟槽13，外套中设有第一密封沟槽23，外套中密封沟槽23的位置是根据传声器端部声压补偿孔31的位置尺寸设计的。将第三密封圈6装入第三密封沟槽13中，可防止密闭空腔内的气压通过螺纹外泄，将第一密封圈4和第二密封圈5分别装入第一密封沟槽23和第二密封沟槽12中，可防止腔中气压通过支座和外套的内壁外泄，从而确保腔体的密封性。当传声器外套下端的密封沟槽23分别位于传声器端部补偿孔31内外侧时，声压补偿孔31分别位于声场外或声场中，这样可使传声器位于密闭腔中，并在不同声场环境下被校准。

实施例二

参照图4-8

本实施例适用于B&K4190型传声器，与实施例一的区别在于：由于B&K4190型传声器比B&K4160型传声器的尺寸大，但两种类型的传声器的前置放大器尺寸一致，因此支座1和外套2的下端内孔直径变大；外套2的套筒部包括与锁紧部连接的前段套筒2A和后段套筒2B，前段套筒2A的直径小于后段套筒2B的直径；支座1的通孔由前段通孔1A和后段通孔1B组成，前段通孔1A与外套2套筒部的前段套筒2A适配，后段通孔1B与外套2套筒部的后段套筒2B适配；前段套筒2A有部分位于后段通孔1B内，前段套筒2A的外表面与后段通孔1B的内壁面围成第一气腔9，为防止气体堵塞，而造成外套2安装不便，在支座1上设有第一通气孔14，使第一气腔9通过通气孔14与外界大气相通；由于传声器3与其前置放大器之间存在尺寸过渡，使得在传声器3的安装过程中，其外表面易与后段套筒2B的内壁面形成第二气腔15，为防止气体堵塞，而造成传声器3安装不便，在外套2上设有第二通气孔24，使第二气腔15通过第二通气孔24、第一气腔9和第一通气孔14与外界大气相通。其余结构都相同。

这种两段式套筒用于容纳B&K4190型传声器。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.传声器校准用夹具，包括固定于活塞发生器、并与密闭腔壁连接的中空的支座，套接于支座内用于安装待校准的传声器的中空的外套，和将外套和支座及传声器相互固定的锁紧机构；

将待校准的传声器插入外套内部，外套包括与传声器间隙配合的套筒部和与锁紧机构配合以固定传声器的锁紧部，传声器的声压补偿孔位于套筒部覆盖的区域内；通过改变第一密封圈的位置使传声器的声压补偿孔位于声场内或者声场外；

外套的套筒部和传声器之间设有第一密封圈，支座与外套的套筒部之间设有第二密封圈，支座与密闭腔壁之间设有第三密封圈。

2.如权利要求1所述的传声器校准用夹具，其特征在于：支座一端与密闭腔壁连接、另一端与锁紧机构连接，支座的外表面设有向外延伸的一圈环形台阶，第三密封圈设置于环形台阶和密闭腔壁之间；

锁紧机构包括与支座连接的锁紧环和与锁紧环通过螺纹连接的锁紧螺帽，锁紧环包括与支座连接的环形连接部和固定外套与传声器的夹持部；夹持部包括多个夹持片，夹持片沿连接部的圆周均匀分布，相邻的夹持片之间有缝隙，夹持部的外表面呈圆锥状；锁紧螺帽上设有一圈向内延伸的环形凸缘，环形凸缘呈与夹持片适配的内圆锥面。

3.如权利要求 2 所述的传声器校准用夹具，其特征在于：夹持部和连接部通过圆弧形过渡部连接。

4.如权利要求 3 所述的传声器校准用夹具，其特征在于：外套的锁紧部包括多个沿套筒部向外延伸的锁紧片，锁紧片沿套筒部的圆周均匀分布，相邻的锁紧片之间有间隙，锁紧部的自由端呈圆锥形；锁紧环的夹持部抵紧外套的锁紧部。

5.如权利要求 4 所述的传声器校准用夹具，其特征在于：外套的套筒部为直径相等的一段式圆柱形套筒，支座的通孔与外套套筒部适配。

6.如权利要求 4 所述的传声器校准用夹具，其特征在于：外套的套筒部包括与锁紧部连接的前段套筒和后段套筒，前段套筒的直径小于后段套筒的直径；支座的通孔由前段通孔和后段通孔组成，前段通孔与外套套筒部的前段套筒适配，后段通孔与外套套筒部的后段套筒适配；前段套筒有部分位于后段通孔内，前段套筒的外表面与后段通孔的内壁面围成第一气腔，在支座上设有将第一气腔与外界大气相通的第一通气孔；传声器外表面与后段套筒的内壁面形成第二气腔，外套上设有第二通气孔，第二气腔、第二通气孔、第一气腔和第一通气孔相互连通并与外界大气相通。

7.如权利要求 5 或 6 所述的传声器校准用夹具，其特征在于：锁紧环与支座通过螺纹连接，锁紧环的内表面设有内螺纹，支座的外表面设有与锁紧环的内螺纹啮合的外螺纹；锁紧环的外表面设有与锁紧螺帽的内螺纹啮合的外螺纹。

8.如权利要求 7 所述的传声器校准用夹具，其特征在于：外套套筒部的内壁面开设有容纳第一密封圈的第一密封沟槽，支座的内壁面开设有容纳第二密封圈的第二密封沟槽，支座的环形台阶上开设有容纳第三密封圈的第三密封沟槽。