CN216873384U - 谐振式定向声波发射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了谐振式定向声波发射器，测量装置技术领域。该谐振式定向声波发射器，包括连接于印刷线路板上的谐振式阵列发声器、设置于后外壳内的信号源和功率放大器；谐振式阵列发声器由相同类型、相同谐振频率、相同阻抗、相同几何形状、相同尺寸且相同相位的谐振式发声器组成；信号源、功率放大器和谐振式阵列发声器依次相连接，信号源接收外部输入信号并经功率放大器放大后，驱动谐振式阵列发声器发出定向声波。本实用新型提供的谐振式定向声波发射器，利用小几何尺寸的谐振式发声器组阵，形成谐振式阵列发声器，提高发射声波的强度和指向性，满足一些领域对定向声波远距离传播和高穿透性的要求。

Description

谐振式定向声波发射器

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及谐振式定向声波发射器。

背景技术

声波定向发射技术可广泛用于需要声音有指向性传播的各个领域。但在远距离测距及定位、高速公路疲劳驾驶及安全警示、学校早操及信息播报、广场舞音乐播放、航道及空中交通治安指挥、反恐、高空起吊装备的安全警示、噪声的定向主动控制等领域，不但需要声音有指向性，而且需要声音的强度足够大，这样才能使发射的定向声音不但传播距离远而且穿透性强。

通常实现声波定向传播的方法是把声波经抛物面反射或由普通扬声器组阵形成有一定指向性的可听声；再者就是通过参量阵原理实现声波定向传播。前者不但声波指向性不够强，而且体积比较大；后者虽然声波指向性强，但由于高频调制信号导致功率放大器负荷加重，且高频声波在空气中衰减快的原因，导致空气中解调出的声波强度不够高，传播距离近。

把普通扬声器发出的声波经反射性较强的抛物面反射后形成有指向性的可听声，此方法只适应单个扬声器置于抛物面焦点，因而产生的定向声波强度有限，且抛物反射面体积比较大；通过普通扬声器组阵形成有一定指向性的可听声，由于单个扬声器发声效率不高，组阵后形成的指向性不明显，如果要提高声波强度，只能通过大功率的扬声器组阵实现，使得体积和重量都会大大增加；通过参量阵原理实现声波定向传播，是由超声波和可听声信号形成超声波调制波，经功率放大后推动超声波换能器振动发出超声调制波，通过空气自解调出可听声。这种方法虽然可以实现声波的高指向性传播，但由于超声波在空气中快速衰减以及高频调制波使功放负荷加重，导致该方法不能实现高指向性声波的远距离传输。

实用新型内容

有鉴于此，为解决传统单个扬声器发声强度不够高、没指向性以及参量阵扬声器指向性强但发声强度不够高的技术问题，本实用新型提供了谐振式定向声波发射器，利用发声体在谐振状态下发声效率高，功耗小的特点，利用小几何尺寸的谐振式发声器，提高单个发声体的声发射强度，利用小几何尺寸的谐振式发声器组阵，形成谐振式阵列发声器。在体积小重量轻的条件下，提高发射声波的强度和指向性，满足一些领域对定向声波远距离传播和高穿透性的要求。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

谐振式定向声波发射器，包括连接于印刷线路板上的谐振式阵列发声器、设置于后外壳内的信号源和功率放大器；

所述谐振式阵列发声器由相同类型、相同谐振频率、相同阻抗、相同几何形状、相同尺寸且相同相位的谐振式发声器组成；

所述信号源、所述功率放大器和所述谐振式阵列发声器依次相连接，所述信号源接收外部输入信号并经所述功率放大器放大后，驱动所述谐振式阵列发声器发出定向声波。

优选地，还包括与所述后外壳相连接的前外壳。

优选地，所述前外壳上设置有透声防尘网。

优选地，所述后外壳的底面上设置有与所述信号源相连接的外部信号输入插座、用于为所述谐振式定向声波发射器供电的直流电源输入插座和交流电源输入插座。

优选地，所述底面上设置有支架固定螺母柱。

优选地，所述谐振式发生器为电动式、电磁式、静电式、压电式中的一种。

优选地，所述谐振式阵列发声器的发声口的形状为圆形或椭圆形。

优选地，所述印刷线路板的形状是六边形、圆形、矩形、正方形、椭圆形中的至少一种。

优选地，所述功率放大器为音频开关功率放大器。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的有益效果：

本实用新型提供的谐振式定向声波发射器，利用发声体在谐振状态下发声效率高，功耗小的特点，利用小几何尺寸的谐振式发声器，提高单个发声体的声发射强度，利用小几何尺寸的谐振式发声器组阵，形成谐振式阵列发声器。在体积小重量轻的条件下，提高发射声波的强度和指向性，满足一些领域对定向声波远距离传播和高穿透性的要求。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的分体结构示意图；

图中，1.谐振式定向声波发射器；2.前外壳；3.透声防尘网；4.谐振式阵列发声器；5.印刷线路板；6.后外壳；7.信号源；8.功率放大器；9.外部信号输入插座；10.底面；11.直流电源输入插座；12.交流电源输入插座；13.支架固定螺母柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，本实用新型提供了谐振式定向声波发射器1，包括连接于印刷线路板5上的谐振式阵列发声器4、设置于后外壳6内的信号源7和功率放大器8；

所述谐振式阵列发声器4由相同类型、相同谐振频率、相同阻抗、相同几何形状、相同尺寸且相同相位的谐振式发声器组成；

所述信号源7、所述功率放大器8和所述谐振式阵列发声器4依次相连接，所述信号源7接收外部输入信号并经所述功率放大器8放大后，驱动所述谐振式阵列发声器4发出定向声波。

在本实用新型中，还包括与所述后外壳6相连接的前外壳2。

在本实用新型中，所述前外壳2上设置有透声防尘网3。

在本实用新型中，所述后外壳6的底面10上设置有与所述信号源7相连接的外部信号输入插座9、用于为所述谐振式定向声波发射器1供电的直流电源输入插座11和交流电源输入插座12。

在本实用新型中，所述底面10上设置有支架固定螺母柱13。

在本实用新型中，所述谐振式发生器为电动式、电磁式、静电式、压电式中的一种。

在本实用新型中，所述谐振式阵列发声器4的发声口的形状为圆形或椭圆形。

在本实用新型中，所述印刷线路板5的形状是六边形、圆形、矩形、正方形、椭圆形中的至少一种。

在本实用新型中，所述功率放大器8为音频开关功率放大器。

本实用新型提供的上述谐振式定向声波发射器1中的谐振式发声器的谐振频率为20Hz到20KHz的某个频率，阻抗是4欧、8欧或16欧的一种，几何尺寸是几毫米到几十厘米的一种；

将相同类型、相同谐振频率、相同阻抗、相同几何形状、相同尺寸和相同相位的谐振式发声器，组成谐振式阵列发声器4，其数量从几只到几万只，把这些谐振式发声器的两个电极分别焊接在印刷线路板5上，印刷线路板5的大小根据谐振式发声器的数量确定，通过印刷线路板5上的线路实现谐振式发声器的并、串联组合，使其总输出阻抗为4欧或8欧；

组成谐振式阵列发声器的每只谐振式发声器的谐振频率和相位相同，不同谐振频率的谐振式发声器组成不同谐振频率的谐振式阵列发声器；

本实用新型中，信号源7根据定向声波的不同应用场合进行设计，其发出的信号可以是间歇式、连续式或脉冲式，如果用于警示或警告，所发出信号频率范围应在谐振式阵列发声器谐振频率正负20％范围内，对于其他应用场合，所发出的信号应涵盖谐振式阵列发声器的谐振频率。该信号源的输入优选设置有噪声门设置，避免噪声干扰，输出信号应满足功率放大器对输入信号的要求；

本实用新型中，功率放大器8是音频开关功率放大器，输入电压是交流100V到240V，或直流5V、12V、24、48V的一种，频响应是20Hz到20KHz，其作用是对信号源7所发出的信号进行放大，然后驱动谐振式阵列发声器4工作，使其发出高强度的定向声波。该功率放大器的输出功率是几瓦到几千瓦的一种。输出电压对确定并、串联组合的谐振式阵列发声器4，分配到每个谐振式发声器上的电压应达到该发声器的额定值。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.谐振式定向声波发射器，其特征在于，包括连接于印刷线路板上的谐振式阵列发声器、设置于后外壳内的信号源和功率放大器；

所述谐振式阵列发声器由相同类型、相同谐振频率、相同阻抗、相同几何形状、相同尺寸且相同相位的谐振式发声器组成；

所述信号源、所述功率放大器和所述谐振式阵列发声器依次相连接，所述信号源接收外部输入信号并经所述功率放大器放大后，驱动所述谐振式阵列发声器发出定向声波。

2.根据权利要求1所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，还包括与所述后外壳相连接的前外壳。

3.根据权利要求2所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述前外壳上设置有透声防尘网。

4.根据权利要求1所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述后外壳的底面上设置有与所述信号源相连接的外部信号输入插座、用于为所述谐振式定向声波发射器供电的直流电源输入插座和交流电源输入插座。

5.根据权利要求4所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述底面上设置有支架固定螺母柱。

6.根据权利要求1所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述谐振式发生器为电动式、电磁式、静电式、压电式中的一种。

7.根据权利要求1所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述谐振式阵列发声器的发声口的形状为圆形或椭圆形。

8.根据权利要求1所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述印刷线路板的形状是六边形、圆形、矩形、正方形、椭圆形中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的谐振式定向声波发射器，其特征在于，所述功率放大器为音频开关功率放大器。

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