专利名称：基于活塞发声原理的容积测量方法
技术领域：
本发明属于试验测试技术，涉及一种基于活塞发声原理的容积测量方法。
背景技术：
一般长度的方法对于不规则的容腔容积测量无能为力，为此人们设计了各种间接 测量的方法适用于不规则的容腔容积测量，如注水称重法、静压膨胀法等等，这些方法都基 于静态测量，对容腔的密闭性有非常高的要求。
发明内容
本发明的目的是提出一种解决那些具有不规则形状并且不具有完全密封性的容 腔容积的测量问题的基于活塞发声原理的容积测量方法。本发明的技术方案是活塞发生器安装在被测容腔上，使活塞发生器在1 200Hz 的固定频率和激励下工作，用传声器测量被测容腔中的声压；通过位移机构带动活塞发生 器改变被测容腔的容积，位移传感器测量活塞发生器的位移，得到容积改变量，再次对活塞 发生器在被测容腔中产生的声压进行测量；进行两次或多次以上操作，得到已知的容积改
变量△ Vi序列以及相应的声压测量值Pi序列；对AVi和+序列组进行最小二乘法拟合得
Pi
到斜率a和截距b，并由R 计算得到被测容腔的总容积。
a所述的活塞发声器通过活塞按照固定频率正弦运动反复压缩容腔中空气产生声 压，其活塞的运动位移的幅值一致。所述的活塞发声器所产生的声压频率在每次测量过程中固定不变。被测容腔为完全密闭时，在活塞或其它的位置上开设均压孔，保证不同容积状态 下试验时腔内平均压力都与大气压一致。在每个容积状态下，进行多次声压测量求平均值以减小噪声等造成的随机误差。本发明的主要优点是本发明利用活塞发声器所产生的声压大小与容腔内容积成 反比，有意的对容积进行已知大小的改变，在不同容积情况下测量活塞发生器产生的声压， 便可计算出本身容积的大小。而泄漏等影响在不同容积实验中都是一样的，这种影响在最 后计算中将被消除。本发明能对不规则容腔容积进行测量，并且对密封性没有特殊的要求， 适用范围广。
图1是本发明原理示意图。
具体实施例方式使用本发明技术的测量系统主要组成如图1，它包括活塞发声器1、传声器2、位移调节结构3、精密位移传感器4、容积调整活塞腔5、容积调整活塞6、均压孔7等主要组成以 及结构支架、数据采集分析系统等附属结构。活塞发声器1通过活塞按照固定频率正弦运动反复压缩容腔中空气来产生声压， 最好定制大幅值活塞发声器，工作在(1 200)Hz间某个固定频率，要求具有很好的重复 性。传声器2对腔内声压进行测量，使用高灵敏度的压电式传声器。容积调整活塞腔5与 被测容腔连接在一起，通过位移调节结构3带动容积调整活塞6移动来改变容积大�。莼� 的变化值由精密位移传感器4测量到的位移χ以及活塞6的截面积S相乘得到。如被 测容腔为密闭容腔，则需设置均压孔7连通腔内与大气，保证不同容积状态下试验时腔内 平均压力都与大气压一致，同时保护传声器2以免损坏。具体操作说明如下1)通过位移调节结构3调节容积调整活塞6位置，使此时容腔容积与被测容积一 致，并设此时容积调整活塞6位置为位置零点& = 0 ；2)使活塞发声器1工作，传声器2连续多次测量容腔内声压并求平均值为 P0(Pa)；3)通过位移调节结构3调节容积调整活塞6到新的位置，位移传感器4测量新的 位置相对零点位移为&，容积的变化值Mi = XiS，再次测量声压平均值P1 ；4)重复进行步骤3)多次，依次得到相应的AVi与Pi ；5)对序列组
权利要求
1.一种基于活塞发声原理的容积测量方法，其特征在于，活塞发生器安装在被测容腔 上，使活塞发生器在1 200HZ的固定频率和激励下工作，用传声器测量被测容腔中的声 压；通过位移机构带动活塞发生器改变被测容腔的容积，位移传感器测量活塞发生器的位 移，得到容积改变量，再次对活塞发生器在被测容腔中产生的声压进行测量；进行两次或多次以上操作，得到已知的容积改变量Δ Vi序列以及相应的声压测量值Pi序列；对八\和+Pi序列组进行最小二乘法拟合得到斜率a和截距b，并由Kci 计算得到被测容腔的总容积。a
2.按权利要求1所述的基于活塞发声原理的容积测量方法，其特征在于，所述的活塞 发声器通过活塞按照固定频率正弦运动反复压缩容腔中空气产生声压，其活塞的运动位移 的幅值一致。
3.按权利要求1所述的基于活塞发声原理的容积测量方法，其特征在于，所述的活塞 发声器所产生的声压频率在每次测量过程中固定不变。
4.按权利要求1所述的基于活塞发声原理的容积测量方法，其特征在于，被测容腔为 完全密闭时，在活塞或其它的位置上开设均压孔，保证不同容积状态下试验时腔内平均压 力都与大气压一致。
5.按权利要求1所述的基于活塞发声原理的容积测量方法，其特征在于，在每个容积 状态下，进行多次声压测量求平均值以减小噪声等造成的随机误差。
全文摘要
本发明属于试验测试技术，涉及一种基于活塞发声原理的容积测量方法。活塞发生器在1～200Hz的固定频率和激励下工作，用传声器测量被测容腔中的声压；通过位移机构带动活塞发生器改变被测容腔的容积，位移传感器测量活塞发生器的位移，得到容积改变量，再次对活塞发生器在被测容腔中产生的声压进行测量；进行两次或多次以上操作，得到已知的容积改变量ΔVi序列以及相应的声压测量值pi序列；对ΔVi和序列组进行最小二乘法拟合得到斜率a和截距b，并由计算得到被测容腔的总容积。本发明利用活塞发声器所产生的声压大小与容腔内容积成反比，有意的对容积进行已知大小的改变，在不同容积情况下测量活塞发生器产生的声压，便可计算出本身容积的大小。
文档编号G01F17/00GK102095466SQ201010559519
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者李程, 杨军, 王维, 罗华峰 申请人:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
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