CN1235224A

CN1235224A - 声波消雾方法及其装置

Info

Publication number: CN1235224A
Application number: CN 99106185
Authority: CN
Inventors: 席葆树; 林钢
Original assignee: Beijing Hope Electromechanical Technology Co Ltd; Tsinghua University
Current assignee: Beijing Hope Electromechanical Technology Co Ltd; Tsinghua University
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 1999-11-17

Abstract

本发明属于消雾领域,该方法将高压气流调制成低频声波,通过喇叭号筒向雾中辐射,激发雾滴振动,相互碰并凝结为较大的水滴而沉降,或者雾滴由于振动与空气摩擦,产生热交换而蒸发,使雾消除;装置包括电—气流调制发音头,空气压缩机,消雾信号发生器和功率放大器及喇叭号筒。本发明费用很少,具有能耗小,作用范围广,操作简单,可以连续作用直至雾全部消散;应用消雾时具有不影响飞机起降,对大气不产生污染等优点。

Description

声波消雾方法及其装置

本发明属于消雾领域，特别涉及采用声波消除辐射雾的技术。

机场和高速公路上空常常出现辐射雾，这种雾是由无数很小的水滴悬浮在大气中而形成的。一般雾滴的直径约5～15μm。由于浓雾使能见度下降，因此常常给飞机的起飞降落和高速公路上的交通造成不便，严重时机场或高速公路不得不关闭，使航班延误，给乘客造成不便，机场也蒙受损失。

目前人们已知消除这种辐射雾的方法可以分为两类，一类是将温度降低，使雾滴凝聚成比较大的水滴而沉降，将雾消除，提高能见度。目前采用的使温度降低的方法有向雾中喷洒液氮、二氧化碳干冰或者在机场设置喷洒液态丙烷装置。液氮、干冰或丙烷的微粒因蒸发而使温度降低形成凝结核，使雾滴凝结成大的水滴而沉降。另一类方法是用加热的方法使雾滴蒸发变成水蒸气而提高能见度。目前采用的方法是用航空发动机向雾中喷射热燃气，或者在跑道附近埋设油管，大雾时喷燃燃油，加热空气，使雾滴蒸发，提高能见度。

目前已知的这两种方法都存在较大的缺点，不能取得较好的效果。因为雾的生成和消失是一个持续过程，如果是持续长时间的大雾，要将雾消除就得不断地向空中喷洒大量液氮或干冰，停止喷洒后雾会迅速扩散回来，十分不便而且费用昂贵。加热的方法虽然可以持续进行，但费用十分巨大而且会造成空气污染。这两种消雾方法都会影响飞机飞行，在消雾过程中飞机不能起降。

本发明的目的是为了克服上述缺点，提出一种声波消雾方法及其装置，可使雾滴振动，相互碰并，凝结为大的水滴沉降，同时由于雾滴振动与空气摩擦，雾滴与空气产生热交换，使雾滴逐渐蒸发消除，提高能见度；且具有能耗小，费用很少，作用范围广，操作简单，可以连续作用直至雾全部消散；消雾装置可远离飞机跑道设置，消雾时不影响飞机起降；对大气不产生污染等优点。

本发明提出一种声波消雾方法，其特征在于，将高压气流调制成低频声波，通过喇叭号筒向雾中辐射，激发雾滴振动，相互碰并凝结为较大的水滴而沉降，或者雾滴由于振动与空气摩擦，产生热交换而蒸发，使雾消除，能见度提高。

本发明包括下列具体步骤：

(1)将空气压缩机产生的高压气流通过输送管道送入电-气流调制发音头；

(2)消雾信号发生器和功率放大器向电-气流调制发音头提供放大了的消雾电信号：

(3)电-气流调制发音头将高压气流调制成低频强声波：

(4)与该发音头相配的喇叭号筒作为声波辐射器将所说的发音头输出的强声波向空中辐射。

本发明所说的低频强声波为30Hz至100Hz的声波，所使用的消雾信号发生器产生30Hz至100Hz的低频窄带电信号或单频电信号，所说的低频强声波其声强距喇叭10米处不低于132dB，所说的喇叭号筒的最低截止频率不高于30Hz。

采用本发明所述方法的装置包括：将高压气流调制成强声波的电-气流调制发音头，与该发音头相连供给高压气流的空气压缩机，向电-气流调制发音头提供消雾信号的消雾信号发生器和功率放大器，将所说的发音头输出的强声波向空中辐射的喇叭号筒。

本发明可包括带有进行水平方向旋转调整的机构的电动云台，所说的喇叭号筒和发音头安装在该云台上，还可包括拖载所说的云台及空气压缩机的运载汽车。

本发明的工作原理结合图1简述如下：

电-气流调制发音头2由消雾信号发生器6和功率放大器7产生的30Hz至100Hz消雾信号驱动，将高压气流调制成强度不低于132dB(距喇叭口10米处)的低频声波。空气压缩机由动力机拖动，产生0.55～0.6MPa,30～50M³/分的高压气流，通过输气管9供给电-气流调制发音头2。消雾信号发生器6和功率放大器7产生消雾驱动功率信号，供给电-气流调制发音头2，将高压气流调制成30Hz至100Hz的低频声波。消雾信号发生器6由电子振荡器构成，产生30Hz至100Hz的窄带信号或单频信号。功率放大器7为一个电子功率放大器。强声波通过号筒3向雾中辐射。其最低截止频率不高于30Hz。

利用本发明可以取得很好的效果：由于使用强声波激发雾滴振动、碰并或蒸发使雾消失，与采用冷却或加热方法相比能耗小，费用很少；采用强声源激发振动强度大，作用范围广，操作简单，效果好：可以连续作用直至雾全部消散；消雾装置远离飞机跑道，消雾时不影响飞机起降；对大气不产生污染：由于采用低频声波，虽然声强较大，100米处声强可达110dB，但对人并无伤害，而且机场需要消雾的地方主要是跑道两端，那里一般没有人。

因此采用本发明在民航或军航机场上进行消雾，将会产生很好的效果。

附图简要说明：

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的实施例总体结构示意图。

图3为本实施例主要部件装配结构示意图。

本发明设计的一种声波消雾装置实施例结合附图详细说明如下：

本发明的实施例总体结构如图2所示，本实施例是将一台功率为20000声瓦的阻挡射流式电-气流调制发音头2(该发音头采用本申请发明人的发明专利，专利号为92102274.3)和大型喇叭号筒3安装在云台5上，大型喇叭号筒其最低截止频率不高于30Hz。由电动机8带动，可以调节电-气流调制发音头2和喇叭号筒3水平方向旋转，改变其轴线方向，云台5安装在汽车1的底盘上。

本实施例主要部件装配结构如图3所示，云台5由与汽车1底盘固定在一起的大齿轮10和承载转盘11构成。喇叭号筒3和电-气流调制发音头2固定在承载转盘11上。电机8经过减速箱12和小齿轮13联在一起，减速箱12固定在承载转盘11上，当电机8转动时，带动小齿轮13沿着大齿轮10滚动，带动承载转盘转动。输气管道9通过承载转盘11中心的旋转密封套14，当承载转盘沿轴线旋转时，保证高压空气不泄漏。汽车1拖挂着移动式空气压缩机4，空气压缩机4向电-气流调制发音头2供气，供气压力为0.5～0.6MP，供气量为50M³/分，由消雾信号发生器6产生驱动信号，经功率放大器7放大后，驱动电-气流调制发音头2将高压气流调制成低频窄带强声波。消雾信号发生器6由电子振荡器构成，产生30Hz至100Hz的窄带信号或40Hz的单频信号。功率放大器7为一个电子功率放大器。低频强声波经喇叭号筒3向雾中辐射，强声波激发雾滴振动，相互碰并，变成较大的水滴沉降或激发雾滴振动与空气摩擦而蒸发，其有效消雾范围可达500米长，200米宽，也可以由汽车1拖载着在机场或高速公路上移动消雾。根据不同的实际需要，可以选用不同功率的电-气流调制发音头和压缩机，安装在适当的汽车拖车上，达到不同范围的驱雾要求。

不言而喻，电-气流调制发音头2功率不同和所配压缩机4和汽车拖车1不同都属于本发明的变形，必然落在本专利的保护范围内。

Claims

1．一种声波消雾方法，其特征在于，将高压气流调制成低频声波，通过喇叭号筒向雾中辐射，激发雾滴振动，相互碰并凝结为较大的水滴而沉降，或者雾滴由于振动与空气摩擦，产生热交换而蒸发，使雾消除，能见度提高。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于包括下列具体步骤：

1)将空气压缩机产生的高压气流通过输送管道送入电-气流调制发音头：

2)消雾信号发生器和功率放大器向电-气流调制发音头提供放大了的消雾电信号：

3)电-气流调制发音头将高压气流调制成低频强声波；

4)与该发音头相配的喇叭号筒作为声波辐射器将所说的发音头输出的强声波向空中辐射。

3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所说的低频强声波为30Hz至100Hz的声波，所使用的消雾信号发生器产生30Hz至100Hz的低频窄带电信号或单频电信号。

4．根据权利要求1或2所述的方法，所说的低频强声波其声强距喇叭10米处不低于132dB。

5．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所说的喇叭号筒的最低截止频率不高于30Hz。

6．一种采用如权利要求1所述方法的声波消雾装置，其特征在于包括：将高压气流调制成强声波的电一气流调制发音头，与该发音头相连供给高压气流的空气压缩机，向电一气流调制发音头提供消雾信号的消雾信号发生器和功率放大器，将所说的发音头输出的强声波向空中辐射的喇叭号筒。

7．如权利要求6所述的声波消雾装置，其特征在于，还包括带有进行水平方向旋转调整的机构的电动云台，所说的喇叭号筒和发音头安装在该云台上。

8．如权利要求7所述的声波消雾装置，其特征在于，还包括拖载所说的云台及空气压缩机的运载汽车。