CN108933979B - 一种多级声功放大的开口式热声发生器 - Google Patents

一种多级声功放大的开口式热声发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN108933979B
CN108933979B CN201710377891.6A CN201710377891A CN108933979B CN 108933979 B CN108933979 B CN 108933979B CN 201710377891 A CN201710377891 A CN 201710377891A CN 108933979 B CN108933979 B CN 108933979B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
thermoacoustic
output port
annular
sound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710377891.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108933979A (zh
Inventor
谢秀娟
杨少柒
李正宇
周刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Original Assignee
Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS filed Critical Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority to CN201710377891.6A priority Critical patent/CN108933979B/zh
Publication of CN108933979A publication Critical patent/CN108933979A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108933979B publication Critical patent/CN108933979B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2400/00—Loudspeakers
    • H04R2400/11—Aspects regarding the frame of loudspeaker transducers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提供一种多级声功放大的开口式热声发生器，包括：环形热声发生模块，其包括至少两个热声发生单元以及将各热声发生单元依次首尾联通形成级联环形管结构的连接管道，并且每两个相邻热声发生单元之间的连接管道的侧面均设置第一输出口；汇聚管，其包括至少两个输入通道和第二输出口；每个所述输入通道的输入端与一个所述第一输出口联通，各个所述输入通道的输出端交汇，并在交汇处设置所述第二输出口；以及开口式谐振管，包括等径管和聚声管；其中，所述第二输出口与所述开口式谐振管连接，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得汇聚管的交汇处形成叠加效应。本发明能够成倍数地提高输出声功。

Description

一种多级声功放大的开口式热声发生器
技术领域
本发明涉及声学技术领域，具体地说，本发明涉及声学换能器技术领域。
背景技术
目前市场上的声学换能器主要是电声换能器，包括电动式换能器、电磁式换能器、电容式换能器、压电式换能器、磁致伸缩式换能器等。其中电磁式换能器、电容式换能器、压电式换能器、磁致伸缩式换能器由于其发声原理所限，均不适合做低频放音。而电动式换能器的结构简单牢固，方向性强，电声效率高，但是电动式换能器一般难以获得较大的发射声功率。
另外，当前还存在一些其它种类的声学换能器，例如流体动力式换能器、激光声源等。其中，流体动力式声源是将流体(气体或液体)的机械能转化为振动激发周围介质产生声波。目前采用的流体动力式声源有振腔哨(哈特曼声波发生器)、帕尔曼声波发生器、超声旋笛、簧片哨以及单孔或多孔喷注旋转阀等等。在石油开采工业中哈特曼声波发生器激发的超声波在解堵中应用广泛。此类流体动力式换能器的工作频率几乎都落在千赫兹频段，未见低频研究的报道。该类换能器都是使用流体射流作为动力源来激发声波，在流体发声过程中，流场与声场耦合在一起，其技术尚不成熟。
另一方面，在制冷和发电技术领域中存在一种基于热致声效应的热声系统。热致声效应是指可压缩性气体在处于声场中距离固体边界渗透深度层内经历压缩、加热、膨胀和放热的热力学循环，将热能转化为声音。早在1850年，Sondhauss发现：一端封闭的玻璃球连接一端开口的中空玻璃管，在封闭端加热就可以发出声音。1962年，美国新墨西哥大学的Carter和他的学生Feldman在Sondhauss管中加入回热器，大大加强了管内的热声效应，研制出世界上第一台有显著声功输出的热声系统。从提高热声转化效率、增大声功和工程化应用的角度考虑，各国热声学者开展了广泛的热声热机研究，提出了多种创新性的封闭声学结构，发展了驻波型、行波型和级联型热声热机，以达到热声技术逐步工程化的目的。目前，主要应用方向是在封闭高压的热声系统内实现热声转化，并利用声波(机械波)实现混合气体分离、制冷和发电。
2010年，Slaton研制出一台开口式驻波热声系统，该系统仅包括开口赫姆霍兹谐振管、板叠以及冷热端换热器，结构简单，谐振频率依据谐振管长度的不同从9Hz到16Hz可调。该驻波热声发生器在输入热量为275W的条件下，能将声波直接向大气空间输出，出口声压级为81dB。Slaton期待此类开口式热声系统在大幅度提高声压级后，作为一种热声形式的声学换能器，在低频声源研究等方面得到应用。该驻波热声发生器的工作过程大致分为二步：将热能通过热声效应的物理机制，带动气体介质振动产生声波，同时向外辐射。
中国科学院理化技术研究所提出了一种开口式行波热声发生器(专利号：ZL201010592573.X)，它利用热量实现热量和声能的转化，可大幅度提高Slaton的开口式驻波热声系统的声压级。进一步地，2011年，谢秀娟等成功研制了这种新型的开口式行波热声发生器，在210W的输入热量下，出口声压级可达到133dB。该开口式热声发生器结构简单，起振温度较低，易于起振，理论上可以发展成为一种新型的声学换能器，在低频领域发挥作用。然而，该项技术还存在辐射作用距离短、向外辐射声强不足等问题。要提高对外辐射声强的方式有两种：一是进一步通过对开口式热声发生器内的回热器、换热器和谐振管等关键热声元件的尺寸匹配，以达到声场的优化设计，从而提高自身产生的声功，同时，减小开口式热声发声器自身的声功损耗；二是通过特殊的热声发声器结构设计，增强对外的辐射声强。然而，上述两种方法提高辐射声强的幅度有限，通常在10～20％以内，仍然难以满足长距离、指向性要求高的应用场合。
发明内容
本发明的目的是提供能够克服上述缺陷中至少一项的热声发生器解决方案。
本发明提供了一种多级声功放大的开口式热声发生器，包括：
环形热声发生模块，其包括至少两个热声发生单元，以及用于将所述至少两个热声发生单元依次首尾联通形成级联的环形管结构的连接管道，并且每两个相邻的所述热声发生单元之间的所述连接管道的侧面均设置第一输出口；
汇聚管，其包括至少两个输入通道和第二输出口；其中，每个所述输入通道的输入端与一个所述第一输出口联通，各个所述输入通道的输出端交汇，并在交汇处设置所述第二输出口；以及
开口式谐振管,包括等径管和聚声管；
其中，所述第二输出口与所述开口式谐振管连接，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得汇聚管的交汇处形成波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加的效应。
其中，所述汇聚管的输入通道交汇处的声压相位差小于90度。
其中，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得汇聚管的交汇处同时满足压力的连续性要求和体积流率连续性要求。
其中，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得：
Figure BDA0001304476270000031
Z等径管始端为等径管的始端阻抗，它通过计算聚声管开口处阻抗，以及等径管的长度和截面积，以及聚声管的轮廓采用的线型及其尺寸参数计算得出，Zxo为第x输入通道的终端阻抗，x＝1、2、…、N，N为汇聚管的输入通道的数目。
其中，对于任意一个输入通道x，其始端阻抗Zxi根据下式计算：
Figure BDA0001304476270000032
其中Zxo为第x输入通道的终端阻抗，ZxC为第x输入通道的声特性阻抗，
Figure BDA0001304476270000033
ρ为空气密度，a为声速，lx为输入通道x的长度，ω为所对应的热声发生单元的工作频率；
对于与第x输入通道连接的所述环形热声发生模块的第一输出口的输出端阻抗，连接管道和热声发生单元的结构和设计参数能够使得所述环形热声发生模块单独工作时，与第x输入通道对应的所述环形热声发生模块的第一输出口的输出端阻抗等于或接近于所计算出的第x输入通道的输入端阻抗。
其中，聚声管开口处阻抗基于开口处半径、系统工作频率，依据无限大障板上圆形活塞的辐射阻抗计算。
其中，所述环形热声发生模块的第一输出口与多通道汇聚管的输入通道之间采用螺纹密封或快接卡套的方式连接，多通道汇聚管的输出口与开口式谐振管之间也采用螺纹密封或快接卡套的方式连接。
其中，各个所述第一输出口均朝向所述的级联的环形管结构的几何中心的方向开口，所述汇聚管沿着所述级联的环形管结构的管中轴线所在平面布置，汇聚管的各个所述输入通道大致在所述级联的环形管结构的几何中心处交汇。
其中，所述汇聚管的所述第二输出口朝向所述级联的环形管结构的管中轴线所在平面的法线方向开口，所述开口式谐振管沿着所述级联的环形管结构的管中轴线所在平面的法线方向布置。
其中，环形热声发生模块包括2～6个热声发生单元。
与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：
1、本发明能够成倍数地提高输出声功。
2、本发明能够满足长距离、指向性要求高的应用场合。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：
图1a示出了本发明一个实施例中的两级声功放大的开口式热声发生器的主视图；
图1b示出了图1a的两级声功放大的开口式热声发生器的侧视图；
图2示出了本发明一个实施例中的三级声功放大的开口式热声发生器的主视图；
图3示出了本发明一个实施例中的四级声功放大的开口式热声发生器的主视图；
图4示出了本发明一个实施例中的五级声功放大的开口式热声发生器的主视图；
图5示出了本发明一个实施例中的六级声功放大的开口式热声发生器的主视图。
具体实施方式
下面的说明和附图将详细阐述本发明的多级声功放大的开口式热声发生器的应用实施例和典型实施例。但是，可以在不违背本发明的原理的前提下，对具体实施方式做出各种可能的修改和变更。结合附图来描述本发明的
图1a示出了一种两级声功放大的开口式热声发生器的主视图，图1b示出了图1a的开口式热声发生器的侧视图(两图均为示意图，图中尺寸及其比例并不表示实际的尺寸和尺寸比例)。参考图1a和图1b，本实施例的两级声功放大的开口式热声发生器包括：两级环形热声发生模块1，双通道汇聚管2和开口式谐振管3。
两级环形热声发生模块1由环形管1a和布置在环形管中的两个热声发生单元1b、1c组成。第1热声发生单元1b的输出端通过第1连接管道1d(其为环形管1a的一部分)连接第2热声发生单元1c的输入端，第2热声发生单元1c的输出端通过第2连接管道1e(其是环形管1a的另一部分)连接第1热声发生单元1b的输入端，这样，两个热声发生单元1b、1c各自首尾相连，形成环形级联结构。
每个热声发生单元包括依次排列的冷端换热器、回热器、热端换热器、热缓冲管、副冷端换热器，本实施例中，热声发生单元的结构实际上就是同轴型热声发生器的结构，其内部构造的各项细节可参考：文献Swift G W.Thermoacoustic engines.J Acoust SocAm,1988,84(4):1145–1180；Slaton W V.An open-air infrasonic thermoacousticengine.Applied Acoust,2010,71:236–240，本文中不再赘述。本实施例中，热声发生单元的输入端和输出端分别设置谐振室并通过谐振室与连接管道连接。
在环形管的两段连接管道处，分别设置声功输出口，用于与双通道汇聚管2连接。
双通道汇聚管2包括两个输入通道2a、2b和一个汇聚输出口2c。两个输入通道的输入端分别连接环形管的两个声功输出口1f、1g，两个输入通道的输出端汇聚在一起，然后通过输出口与开口式谐振管3连接。本实施例中，双通道汇聚管2用于将来自于两个热声发生单元的声波汇聚到一起，并且通过设计特定的输入通道长度和管径，使得来自于各个热声发生单元的声波在一定的传输距离上形成压力波的波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加的效应，进而实现声强倍数增加的传播效果。
本实施例中，开口式谐振管3包括等径管3a和聚声管3b。其中，等径管3a用于稳定从汇聚管输出的声波的频率并将声功输送到聚声管。本实施例中，聚声管3b的轮廓采用利于减小声功损耗的线形，例如聚声管的轮廓采用呈现线性、指数或双曲线变化的线形。各个热声发生单元输出的行波成分沿多通道汇聚管2、等径管3a和具有特殊线形的聚声管3b输出到开口空间。所述的等径管长度约为λ/4，其直径为Ф10mm－Ф150mm。
所述的聚声管3b的初始直径ФC0等于等径管3a直径。聚声管3b的初始横截面积AC0，末端截面积
Figure BDA0001304476270000061
当ε＝0时，线形呈现双曲线型变化；当ε＝∞时，线形呈现指数型变化；当ε＝(x0/h)+i(π/2)时，线形呈现圆锥型变化。等径管与聚声管的具体设计可参考文献：张海澜，理论声学，高等教育出版社，2012。
仍然参考图1a和图1b，本实施例中，第1热声发生单元产生的声功，一部分进入下一级热声发生单元(第2热声发生单元)进一步放大，另一部分直接通过汇聚管的一个分支(即一个输入通道)引入到开口式谐振管向外界输出；第2热声发生单元放大后的声功也分为两个部分，一部分进入第1热声发生单元进一步放大，另一部分通过汇聚管的另一个分支(即另一输入通道)引入到开口式谐振管向外界输出。这样，一方面，两级热声发生单元所产生的声功在环形谐振室内循环维持系统振荡，另一方面，汇聚管在每一级热声发生单元的输出端分段引出声功，并使来自于各个输入通道的声功在汇聚处实现波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加的效应，进而将叠加后的声功通过开口式谐振管向外界输出。
在一个实施例中，每段连接前后两级热声发生单元的连接管道上设置输出口，该输出口朝向环形管的几何中心的方向。汇聚管沿着环形管的中轴线所在平面布置，汇聚管的各个分支(即输入通道)大致在环形管的几何中心处交汇。汇聚管的输出口朝向环形管的中轴线所在平面的法线方向，开口式谐振管沿着环形管的中轴线所在平面的法线方向布置。这种结构的优势是：各级热声发生单元通过合理设计，有效地控制热声核(回热器)在行波相位区域，实现声功多级放大，汇聚管确保整个系统的结构更加紧凑，同时起到调整系统的声学拓扑结构的作用，能有效减少热声核(回热器)区域的粘性损耗，进一步提高声功的有效输出。进一步地，在一个实施例中，所述环形热声发生模块1采用环形对称布局。在环形对称布局中，每段连接前后两级热声发生单元的连接管道的输出口位置位于该连接管道的中心处(即输出口的位置到前一级热声发生单元的输出端的距离与其到下一级热声发生单元的输入端的距离大致相等)。环形对称布局可确保各输入通道入口处声学条件基本一致，减少输入通道和汇聚管设计复杂度，保证汇聚处各通道声压相位差小于90°，提高输出声功。
在前述实施例中，采用的是两级热声发生单元的结构。容易理解，在本发明的其它实施例中，也可以采用更多的热声发生单元级联的结构。例如图2示出了本发明另一实施例中的三级声功放大的开口式热声发生器的主视图(其对应的侧视图未示出，其侧视方向上的结构与图1b类似，本领域技术人员参照图1b即可理解)。
当环形管中级联的热声发生单元增多时，由于各方面的误差或干扰，可能导致声功在叠加时的损耗率有所增加。
在一系列实施例中，当环形管中设置多级热声发生单元时，为了使得来自于各个热声发生单元的声波在一定的传输距离上形成压力波的波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加的效应，多通道汇聚管在设计上同时满足以下要求：
a)压力的连续性要求：p11＝p12＝……＝p1N；
b)体积流率连续性要求：
Figure BDA0001304476270000081
其中ρ0为工质的密度，p1x为输入通道x#出口处工质的振荡压力，u1x为输入通道x#出口处工质速度，Ax为当输入通道x#的横截面积。其中，x表示1到N的任意一个整数。开口式热声发生器中的工质通常是空气。
输入通道1#的始端(入口处)和终端(出口处)的阻抗分别表示为Z1i和Z1o，通道2#的始端和终端的阻抗分别表示为Z2i和Z2o，通道N#的始端和终端的阻抗分别表示为ZNi和ZNo，则
Figure BDA0001304476270000091
其中l1,l2，…，lN为输入通道1#～N#的长度，ω是整个系统的设计频率，即整个多级声功放大的开口式热声发生器的工质振荡频率。这个振荡频率由各个热声发生单元的结构尺寸共同决定，通常来说，各个热声发生单元均采用相同的工作频率。lx是第x通道(即输入通道x#)的长度，其中x＝1、2、…、N。本实施例中，一个通道的长度指的该通道的中轴线的长度。每个热声发生单元的输出口就是所对应的通道的输入口。各个通道中轴线的汇聚点，视为各个通道的输出口。对于任一通道，确定其输入口和输出口后，即可确定其中轴线的长度，从而得出对应的lx值。
在聚声管的开口处(即聚声管的末端)，阻抗可依据上文所述计算得到；当等径管的长度和截面积已知，聚声管的轮廓采用的线型及其尺寸参数也已知时，即可反推得到等径管起始端的阻抗。由于等径管与多通道汇聚管的出口连接，所以等径管的始端阻抗就是多通道汇聚管的输出端的阻抗。而根据前文所述的压力的连续性要求和体积流率连续性要求，即可得出满足要求的多通道汇聚管的各个通道的输出端阻抗。即：
Figure BDA0001304476270000092
Z等径管始端为等径管的始端阻抗，其计算可参考上文所述。本文中有时也将汇聚管的通道称为输入通道，将汇聚后的输出端称为输出口。
在得到各个通道的输出端阻抗Zxo后，可根据始端和终端阻抗的关系式，进一步得出各个通道的始端阻抗Zxi。各个通道的始端阻抗分别对应于相应热声发生单元的输出端阻抗，也就是说，在设计环形管时，使得环形管上每个输出口处的阻抗等于所计算出的对应通道的始端阻抗，即可满足要求，进而使整个系统形成压力波的波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加的效应，进而实现声强成倍数增加的传播效果。
当然，在具体实现上，也可以先设计环形管和各个热声发生单元，并通过仿真或者实测得到环形管上每个输出口处的阻抗，然后再通过调整多通道汇聚管的各个通道的管径和长度，来获得所需的该通道的输出端阻抗。这样就降低了环形管和各个热声发生单元的装配和设计难度。即便环形管上的输出口的实际阻抗与设计目标存在偏差，也可以通过调整多通道汇聚管的各个通道的管径和长度来获得所需的汇聚管输出端阻抗，进而形成压力波的波峰与波峰叠加，波谷与波谷叠加的效应。
本实施例各个热声发生单元与多通道汇聚管之间可以采用螺纹密封或快接卡套的方式连接，当然也可以采用其它密封连接方式。多通道汇聚管与开口式谐振管之间也可以采用螺纹密封或快接卡套的方式连接，当然也可以采用其它密封连接方式。
理论上说，基于两个相同热声发生单元级联输出的装置，所输出的声功可达到单个热声发生单元的两倍。但实际装配的装置往往难以精确地达到让每个热声发生单元的输出声功波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加的效果，所以损耗是难以避免的。但只要各个通道的汇聚处(即各个通道的输出端)的声功的相位差小于90度，即可实现增强声功的效果。而基于前文的各个通道的阻抗公式设计管径和截面，能够很好地抑制各个通道的输出端的相位差，从而显著地提高所输出的声功。
基于上述原理，还可以设计出其它环形结构的开口式热声发生器。例如，图3示出了本发明一个实施例中的四级声功放大的开口式热声发生器的主视图(本文中未画出该实施例的四级声功放大的开口式热声发生器的侧视图，图4～5也是如此，下文不再赘述)。图4示出了本发明一个实施例中的五级声功放大的开口式热声发生器的主视图。图5示出了一个实施例中的六级声功放大的开口式热声发生器的主视图。这些变形的实施例的设计原理与前文描述的实施例完全一致，因此不再赘述。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明，而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多级声功放大的开口式热声发生器，包括：
环形热声发生模块，其包括至少两个热声发生单元，以及用于将所述至少两个热声发生单元依次首尾联通形成级联的环形管结构的连接管道，并且每两个相邻的所述热声发生单元之间的所述连接管道的侧面均设置第一输出口；
汇聚管，其包括至少两个输入通道和第二输出口；其中，每个所述输入通道的输入端与一个所述第一输出口联通，各个所述输入通道的输出端交汇，并在交汇处设置所述第二输出口；以及
开口式谐振管；
其中，所述第二输出口与所述开口式谐振管连接，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得汇聚管的交汇处形成波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加的效应。
2.根据权利要求1所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，所述汇聚管的输入通道的交汇处的声压的相位差小于90度。
3.根据权利要求2所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得汇聚管的交汇处同时满足压力的连续性要求和体积流率连续性要求。
4.根据权利要求3所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，所述开口式谐振管包括等径管和聚声管，所述环形热声发生模块的各个第一输出口的输出端阻抗、各个所述输入通道的长度和管径的取值能够使得：
Figure FDA0001304476260000011
Z等径管始端为等径管的始端阻抗，它通过计算聚声管开口处阻抗，以及等径管的长度和截面积，以及聚声管的轮廓采用的线型及其尺寸参数计算得出，Zxo为第x输入通道的终端阻抗，x＝1、2、…、N，N为汇聚管的输入通道的数目。
5.根据权利要求4所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，对于任意一个输入通道x，其始端阻抗Zxi根据下式计算：
Figure FDA0001304476260000021
其中Zxo为第x输入通道的终端阻抗，ZxC为第x输入通道的声特性阻抗，
Figure FDA0001304476260000022
ρ为空气密度，a为声速，lx为输入通道x的长度，ω为所对应的热声发生单元的工作频率；
对于与第x输入通道连接的所述环形热声发生模块的第一输出口的输出端阻抗，连接管道和热声发生单元的结构和设计参数能够使得所述环形热声发生模块单独工作时，与第x输入通道对应的所述环形热声发生模块的第一输出口的输出端阻抗等于或接近于所计算出的第x输入通道的输入端阻抗。
6.根据权利要求4所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，聚声管开口处阻抗基于开口处半径、系统工作频率，依据无限大障板上圆形活塞的辐射阻抗计算。
7.根据权利要求4所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，所述环形热声发生模块的第一输出口与多通道汇聚管的输入通道之间采用螺纹密封或快接卡套的方式连接，多通道汇聚管的输出口与开口式谐振管之间也采用螺纹密封或快接卡套的方式连接。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，各个所述第一输出口均朝向所述的级联的环形管结构的几何中心的方向开口，所述汇聚管沿着所述级联的环形管结构的管中轴线所在平面布置，汇聚管的各个所述输入通道大致在所述级联的环形管结构的几何中心处交汇。
9.根据权利要求8所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，所述汇聚管的所述第二输出口朝向所述级联的环形管结构的管中轴线所在平面的法线方向开口，所述开口式谐振管沿着所述级联的环形管结构的管中轴线所在平面的法线方向布置。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的多级声功放大的开口式热声发生器，其特征在于，环形热声发生模块包括2～6个热声发生单元。
CN201710377891.6A 2017-05-25 2017-05-25 一种多级声功放大的开口式热声发生器 Active CN108933979B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710377891.6A CN108933979B (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种多级声功放大的开口式热声发生器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710377891.6A CN108933979B (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种多级声功放大的开口式热声发生器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108933979A CN108933979A (zh) 2018-12-04
CN108933979B true CN108933979B (zh) 2020-10-30

Family

ID=64451441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710377891.6A Active CN108933979B (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种多级声功放大的开口式热声发生器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108933979B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102562506A (zh) * 2010-12-08 2012-07-11 中国科学院理化技术研究所 开口式热声发生器
CN104895751A (zh) * 2015-04-10 2015-09-09 中国科学院理化技术研究所 一种单一输出的多级行波热声发动机系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9777951B2 (en) * 2011-12-05 2017-10-03 Tokai University Educational System Thermoacoustic engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102562506A (zh) * 2010-12-08 2012-07-11 中国科学院理化技术研究所 开口式热声发生器
CN104895751A (zh) * 2015-04-10 2015-09-09 中国科学院理化技术研究所 一种单一输出的多级行波热声发动机系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108933979A (zh) 2018-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1078944C (zh) 一种声谐振器,产生声谐振的方法,及一种热交换系统
Munjal Plane wave analysis of side inlet/outlet chamber mufflers with mean flow
US8457341B2 (en) Sound reproduction with improved low frequency characteristics
CN106098051A (zh) 一种改进型赫姆霍兹消声器及其制作方法
CN111314829B (zh) 一种具有声管的mems压电超声换能器
CN106131744B (zh) 一种超宽带水声换能器
Abdoulla-Latiwish et al. Two-stage travelling-wave thermoacoustic electricity generator for rural areas of developing countries
CN108933979B (zh) 一种多级声功放大的开口式热声发生器
US6700338B2 (en) Tubular acoustic pressure wave generator
CN206419135U (zh) 多腔共振消声器
CN113593511B (zh) 一种双腔耦合赫姆霍兹消声器及控制方法
CN108801444B (zh) 一种阵列式热声发生器
CN105537091A (zh) 基于频率差拍式和声学参量阵技术的次声波合成方法及装置
CN107563065B (zh) 中低频腔管宽频吸声结构设计方法及其结构
RU144956U1 (ru) Термоакустическая установка для низкотемпературного охлаждения сред с коаксиальной геометрией волноводного контура
CN207397275U (zh) 中低频腔管宽频吸声结构
CN1556360A (zh) 以噪声为驱动源的热声制冷机
CN206948583U (zh) 一种共轭压缩号角扬声器
CN108870800A (zh) 一种基于周期旁支管结构的热声谐振管及热声制冷机
CN216388743U (zh) 一种超薄吸声壁板
CN204598299U (zh) 扬声器装置
CN217209573U (zh) 一种空调器降噪管路及空调器
SU1048264A1 (ru) Вихрева труба
CN213088240U (zh) 空气阻尼机构及压缩机
CN212079649U (zh) 一种静音永磁变频螺杆空压机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant