專(zhuān)利名稱：使用聲波的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)試驗(yàn)，特別是一種振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備和方法，其通過(guò)產(chǎn)生聲波而向接受試驗(yàn)的物品施加振動(dòng)。
背景技術(shù)：
過(guò)去一些年中產(chǎn)生了許多種試驗(yàn)設(shè)備，用于向物品施加振動(dòng)，以評(píng)估它們的可靠性，這種評(píng)估通常要根據(jù)各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并且要考慮特定試驗(yàn)物品的最終使用條件。在過(guò)去一些年中，軍用、航天和其他與電子技術(shù)相關(guān)的行業(yè)中產(chǎn)生了多種方法、指導(dǎo)手冊(cè)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它們有的涉及到一種稱作環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)的激勵(lì)技術(shù)，該技術(shù)的目標(biāo)是在電子和/或機(jī)電產(chǎn)品被發(fā)貨之前使其內(nèi)在缺陷顯現(xiàn)出來(lái)，否則的話，這種內(nèi)在缺陷容易在制品應(yīng)用中顯現(xiàn)，并且通常會(huì)在制品使用壽命的較早階段顯現(xiàn)。ESS涉及實(shí)施一系列的試驗(yàn)步驟，這些試驗(yàn)步驟可以基于制品的制造技術(shù)而組合在制品制造程序中，以便在制造過(guò)程中探測(cè)到缺陷。這種缺陷通常不能在制造程序結(jié)束后利用視覺(jué)檢查或傳統(tǒng)的質(zhì)量和/或可靠性試驗(yàn)方法探測(cè)到。ESS之所以有效，主要是基于這樣一個(gè)事實(shí)，即為使?jié)撛谌毕蒿@現(xiàn)所需的應(yīng)力(量值和持續(xù)時(shí)間)通常不足以造成對(duì)無(wú)缺陷制品的使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響的損傷。
ESS不但能夠提高制品質(zhì)量和可靠性，以使制品更具競(jìng)爭(zhēng)力，而且還能夠顯著減少制造、維護(hù)費(fèi)用和因制品故障而引起的返工費(fèi)用。在ESS的早期階段，試驗(yàn)程序主要局限于靜態(tài)熱循環(huán)和正弦振動(dòng)循環(huán)，以后，試驗(yàn)程序被改進(jìn)，從而包含動(dòng)態(tài)熱循環(huán)和隨機(jī)振動(dòng)循環(huán)。ESS在美國(guó)海軍中的應(yīng)用記載于《NavyManufacturing Screening Program》(NAVMAT(海軍生產(chǎn)篩選大綱)-9492，1979)中，以后，美國(guó)軍方利用ESS以確保在重要和復(fù)雜的電子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)非常高的可靠性，而且軍方標(biāo)準(zhǔn)例如《Environmental Stress Screening Process for ElectronicEquipment》(MILHDBK(美國(guó)軍用手冊(cè))-2164A)被制定出來(lái)。最近，ESS試驗(yàn)已經(jīng)已經(jīng)擴(kuò)展到許多民用工業(yè)領(lǐng)域中，以提高電子和機(jī)電商品的質(zhì)量，并且降低制造成本。用于對(duì)這些商品實(shí)施試驗(yàn)的ESS指導(dǎo)手冊(cè)已經(jīng)出版，例如《Environmental StressScreening Guidelines for Assemblies》(Institute ofEnvironmental Sciences，1990年3月)和《Product ReliabilityDivision Recommended Practice 001.1，Management andTechnical Guidelines for the ESS Process》(Institute ofEnvironmental Sciences and Technology，1999年1月)。根據(jù)NAVMAT-9492，并且如圖1中的功率譜密度(PSD)基準(zhǔn)曲線10所示，振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備必須在大約10分鐘內(nèi)產(chǎn)生20至2000Hz頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)，其中額定振動(dòng)(加速)級(jí)為0.04g2/Hz左右，這一振動(dòng)級(jí)對(duì)應(yīng)于NAVMAT PSD基準(zhǔn)曲線積分后獲得的6g rms有效振動(dòng)級(jí)。NAVMAT-9492指導(dǎo)手冊(cè)尚未被公布為實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并且不能認(rèn)為它適合于所有的制品。事實(shí)上，對(duì)于某些特定類(lèi)型的電子制品，使用該指導(dǎo)手冊(cè)可能會(huì)造成負(fù)面損傷。而在另外一些情況下，還應(yīng)當(dāng)采用高于NAVMAT-9492指導(dǎo)手冊(cè)的應(yīng)力級(jí)別，例如最近的ESS 2000項(xiàng)目中計(jì)劃使用高達(dá)20 g rms的額定振動(dòng)(加速)級(jí)。由于每個(gè)電子電路分別具有特定的動(dòng)態(tài)特性，因此電路的振動(dòng)響應(yīng)不但取決于激勵(lì)的性質(zhì)，還取決于其特定的動(dòng)態(tài)特性。
為了實(shí)現(xiàn)ESS振動(dòng)激勵(lì)的目的，通常要使用電動(dòng)力振動(dòng)臺(tái)，因?yàn)檫@種振動(dòng)臺(tái)能夠被適宜地控制，以獲得滿足ESS規(guī)定的振動(dòng)參數(shù)。然而，在制品的產(chǎn)量不大的情況下，這種設(shè)備的高成本會(huì)導(dǎo)致ESS的經(jīng)濟(jì)效益下降，因此ESS試驗(yàn)用電動(dòng)力振動(dòng)臺(tái)的使用范圍局限在大型生產(chǎn)場(chǎng)合中。市場(chǎng)上也提供采用其他技術(shù)方案或不昂貴的振動(dòng)設(shè)備，例如液壓或氣動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，但這樣的振動(dòng)器通常不適合于產(chǎn)生ESS激勵(lì)。液壓振動(dòng)器的應(yīng)用局限于低振頻，因此不能控制典型ESS功率譜密度分布模式的高頻頻譜。氣動(dòng)振動(dòng)器雖然能夠控制較高的振頻，但通常不能精確地控制TSS所需的激勵(lì)信號(hào)以產(chǎn)生適合于特定制品的激勵(lì)分布模式，如“ImproperEnvironmental Stress Screening Can Damage Your Product”(Howe E.，Test Engineering & Management，1998年10月/11月，pp.22-23)和“Improper Environmental Stress ScreeningCan Damage Your Product-Part II”(Howe E.，Test Engineering& Management，1998年12月/1999年1月，pp.14-16)中所討論。在某些情況下，振動(dòng)的振幅級(jí)可能會(huì)達(dá)到30dB以上。
在過(guò)去一些年中，聲學(xué)試驗(yàn)腔被研制出來(lái)，以實(shí)施各種聲學(xué)振動(dòng)試驗(yàn)，其中試驗(yàn)物品例如飛機(jī)零件要承受施加在其上的高聲壓級(jí)。這種現(xiàn)有技術(shù)中的試驗(yàn)腔公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利No.3,104,543、美國(guó)專(zhuān)利No.3,198,007、美國(guó)專(zhuān)利No.3,872,288和美國(guó)專(zhuān)利No.4,574,632中。最近，在頒發(fā)給Polen等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,226,326中，提出了使用這樣一種振動(dòng)腔，其設(shè)有一對(duì)揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器具有相同操作頻率范圍這一特性，并且被布置成推拉式結(jié)構(gòu)，以便根據(jù)ESS振動(dòng)分布模式而向試驗(yàn)物品上施加多種隨機(jī)振動(dòng)模式，從而同傳統(tǒng)同相揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)相比，能夠提高功率密度級(jí)。在聲波向制品上提供振動(dòng)激勵(lì)時(shí)，聲腔不需要使用為每個(gè)試驗(yàn)物品專(zhuān)門(mén)配置的專(zhuān)用夾具，而是通常可以使用通用夾具。盡管成本比電動(dòng)力設(shè)備低，但這種現(xiàn)有技術(shù)的聲學(xué)試驗(yàn)腔不能夠向特定試驗(yàn)制品所需的特定頻譜部分中提供精確的控制，這是因?yàn)樗岢龅南嗤瑩P(yáng)聲器的推拉式結(jié)構(gòu)會(huì)在基本上整個(gè)頻率分布范圍內(nèi)提供總體增大或減小的功率譜密度。在頻率分布模式的低頻范圍內(nèi)，精確控制是特別重要的，這是因?yàn)檫@一頻率范圍內(nèi)的主振型最佳激勵(lì)是非常關(guān)鍵的因素，如圖1中的以附圖標(biāo)記12表示的典型實(shí)驗(yàn)功率譜密度曲線所示，該曲線表示的是現(xiàn)有技術(shù)聲學(xué)試驗(yàn)腔用于以500Hz分頻頻率的純激勵(lì)信號(hào)對(duì)尚未安裝各元件的簡(jiǎn)單印刷電路板進(jìn)行試驗(yàn)所獲得的結(jié)果。從圖1中可以看到，操作帶寬的低頻區(qū)的頻率響應(yīng)顯著低于指導(dǎo)手冊(cè)中的PSD基準(zhǔn)曲線10，這意味著有效地施加在試驗(yàn)物品上的應(yīng)力級(jí)不夠。盡管可以建立大約14.5g rms這一遠(yuǎn)超過(guò)NAVMAT指導(dǎo)手冊(cè)規(guī)定值的額定振動(dòng)(加速)級(jí)，但將實(shí)驗(yàn)曲線12與基準(zhǔn)曲線10相比較的正負(fù)差值積分后得到的負(fù)和正差值分別為大約4.3g rms和13.9g rms，這一正差值主要形成在大約1000Hz以上頻率范圍內(nèi)的高頻部分中。盡管可以通過(guò)改變高頻激勵(lì)信號(hào)的幅值特性而更好地控制所述正差值，以將正差值衰減到理想級(jí)別，但經(jīng)驗(yàn)表明，在激勵(lì)信號(hào)幅值方面存在限制，即負(fù)差值不能進(jìn)一步降低太多，因此，這就限制了ESS技術(shù)的可靠性和有效性。
在分頻裝置用于驅(qū)動(dòng)具有不同操作范圍的揚(yáng)聲器時(shí)，精確控制在分頻頻率領(lǐng)域中也是很重要的。在揚(yáng)聲器操作范圍不同的情況下，既要精確地控制分頻頻率區(qū)域中的功率譜密度，但又不能以損失功率譜效率為代價(jià)，而且為了獲得更舒適的工作環(huán)境，也不能負(fù)面地提高試驗(yàn)腔中的總聲級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)向試驗(yàn)物品上施加振動(dòng)而進(jìn)行試驗(yàn)的設(shè)備和方法，其可以對(duì)所施加的振動(dòng)的功率譜密度分布模式實(shí)施改進(jìn)了的控制。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過(guò)向試驗(yàn)物品上施加振動(dòng)而進(jìn)行試驗(yàn)的設(shè)備和方法，其可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境應(yīng)力篩選程序的功能。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過(guò)向試驗(yàn)物品上施加振動(dòng)而進(jìn)行試驗(yàn)的設(shè)備和方法，其可以同時(shí)實(shí)施熱循環(huán)。
根據(jù)上述各目的，本發(fā)明在其一個(gè)較寬廣方面上提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其包括主封殼，其限定了主聲腔并且具有隔板，隔板上設(shè)有至少一個(gè)主開(kāi)口；隔聲裝置，其適合于容納試驗(yàn)物品；以及聲源，其具有至少一個(gè)聲換能器，所述聲換能器聲學(xué)連接著所述主聲腔，以向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波。試驗(yàn)設(shè)備還包括連接裝置，其用于將物品緊固在一個(gè)位置上，其中所述主開(kāi)口基本上被物品和隔聲裝置封閉，以便衰減一部分到達(dá)所述物品上的未直接暴露給聲波的大致相反表面上的聲波，從而衰減所述物品的相反表面上所受到的反相聲波抵消作用。
根據(jù)前面最后提到的目的，振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備還包括隔熱封殼，其限定了用于容納所述物品的熱腔；用于產(chǎn)生惰性流體流的裝置；用于加熱所述惰性流體流的裝置；用于使所述惰性流體循環(huán)流入所述熱腔中的裝置；第一傳感裝置，其安置在所述熱腔中，以產(chǎn)生第一溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)；控制裝置，其可以對(duì)所述溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)作出響應(yīng)，并且操作性地連接著所述加熱裝置，以便在所述聲源向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波的同時(shí)根據(jù)預(yù)定熱循環(huán)分布模式而控制所述惰性流體的溫度。
在本發(fā)明的另一個(gè)寬廣方面上，提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其包括隔聲內(nèi)腔；第一和第二聲換能裝置，它們?nèi)菁{在所述隔聲內(nèi)腔中并且彼此面對(duì)著，所述聲換能裝置具有互補(bǔ)頻率操作范圍這一特性。試驗(yàn)設(shè)備還包括連接裝置，其用于將至少一個(gè)試驗(yàn)物品在所述隔聲內(nèi)腔中緊固在所述聲換能裝置之間的位置上；以及驅(qū)動(dòng)裝置，其連接在所述聲換能裝置上，以向所述第一和第二聲換能裝置供應(yīng)相應(yīng)的第一和第二電輸出信號(hào)，以使所述換能裝置產(chǎn)生聲波，從而相應(yīng)地向物品上施加振動(dòng)，所述電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜，并且在分頻截止頻率區(qū)域中具有基本上相反的相態(tài)關(guān)系。
在本發(fā)明的另一個(gè)寬廣方面上，提供了一種振動(dòng)試驗(yàn)方法，其包括以下步驟a)提供隔聲內(nèi)腔，其容納著彼此面對(duì)的第一和第二聲換能裝置，所述第一和第二聲換能裝置具有互補(bǔ)頻率操作范圍這一特性；b)將至少一個(gè)試驗(yàn)物品在所述隔聲內(nèi)腔中緊固在所述聲換能裝置之間的位置上；以及c)利用相應(yīng)的第一和第二電輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一和第二聲換能裝置，以產(chǎn)生聲波，從而相應(yīng)地向物品上施加振動(dòng)，所述第一和第二電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜，并且在分頻截止頻率區(qū)域中具有基本上相反的相態(tài)關(guān)系。
根據(jù)前面最后提到的目的，振動(dòng)試驗(yàn)方法還包括位于所述步驟c)之前的以下步驟i)產(chǎn)生惰性流體流；以及ii)根據(jù)預(yù)定預(yù)定熱循環(huán)分布模式而選擇性地向所述惰性流體實(shí)施加熱步驟和冷卻步驟之一。所述振動(dòng)試驗(yàn)方法還包括與所述步驟c)同時(shí)進(jìn)行的以下步驟iii)使所述惰性流體流在第一和第二聲換能裝置之間循環(huán)；以及iv)在所述聲源向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波的同時(shí)，根據(jù)預(yù)定熱循環(huán)分布模式而控制所述惰性流體的溫度。


下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是根據(jù)NAVMAT-9492的功率譜密度基準(zhǔn)曲線和未安裝各元件的印刷電路板在現(xiàn)有技術(shù)的聲腔中接受試驗(yàn)所獲得的典型實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線的曲線圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備中的容納著試驗(yàn)單元的隔聲內(nèi)腔的透視圖；圖3是圖2所示振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的外輪廓部分透視圖，更詳細(xì)地示出了試驗(yàn)單元的中央部分；圖4a是圖1和2中的試驗(yàn)單元不帶夾具時(shí)的完整端視圖；圖4b是圖1和2中的試驗(yàn)單元不帶夾具時(shí)的完整后視圖；圖5是圖1和2中的試驗(yàn)單元的局部透視圖，示出了裝有夾具的隔板，夾具用于緊固單個(gè)試驗(yàn)印刷電路板；圖6是圖4a和4b中的試驗(yàn)單元的局部透視圖，試驗(yàn)單元上裝有一對(duì)與圖1和2所示夾具相同的相鄰?qiáng)A具，從而可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)尺寸類(lèi)似的印刷電路板實(shí)施振動(dòng)試驗(yàn)；
圖7是圖4a和4b中的試驗(yàn)單元的分解圖，試驗(yàn)單元上裝有一種替代性的夾具，用于同時(shí)以上下疊加的方式緊固兩個(gè)尺寸類(lèi)似的印刷電路板；圖8是圖7中的替代性?shī)A具組裝后的左端視圖，示出了剛性緊固在夾具上的一對(duì)印刷電路板；圖9是根據(jù)本發(fā)明的作為圖1所示試驗(yàn)單元中的聲源的一部分的驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的框圖；圖9a是圖9中的子系統(tǒng)的局部外觀圖，示出了一種用于驅(qū)動(dòng)聲換能器的替代性接線形態(tài)；圖10是基于圖9所示驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)所用分頻設(shè)置方案的典型頻率響應(yīng)曲線；圖11是根據(jù)NAVMAT-9492的功率譜密度基準(zhǔn)曲線和與圖1中相同的印刷電路板在根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備中接受試驗(yàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線的曲線圖，試驗(yàn)設(shè)備使用了圖9中的第一接線形態(tài)；圖12是根據(jù)NAVMAT-9492的功率譜密度基準(zhǔn)曲線和帶有元件的印刷電路板在根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備中以第一激勵(lì)信號(hào)實(shí)例接受試驗(yàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線的曲線圖，試驗(yàn)設(shè)備使用了圖9中的第一接線形態(tài)；圖13是根據(jù)NAVMAT-9492的功率譜密度基準(zhǔn)曲線和與圖12中相同的印刷電路板在根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備中以第二激勵(lì)信號(hào)實(shí)例接受試驗(yàn)所獲得的實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線的曲線圖，試驗(yàn)設(shè)備使用了圖9中的第一接線形態(tài)；圖14a是在分頻濾波后獲得的激勵(lì)輸入信號(hào)電流值與頻率之間關(guān)系的曲線圖，其中圖9中的第一接線形態(tài)被采用，以產(chǎn)生給定頻率響應(yīng)分布模式，圖中分頻截止頻率下面的區(qū)域被涂上陰影；圖14b是在分頻濾波后獲得的激勵(lì)輸入信號(hào)電流值與頻率之間關(guān)系的曲線圖，其中圖9a中的替代性接線形態(tài)被采用，以產(chǎn)生與圖14a中相同的頻率響應(yīng)分布模式，圖中分頻截止頻率下面的區(qū)域被涂上陰影；圖15是根據(jù)本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備的替代性實(shí)施例中的熱控制子系統(tǒng)的總體框圖，該熱控制子系統(tǒng)用于在振動(dòng)試驗(yàn)的同時(shí)實(shí)施熱循環(huán)；圖16是圖15所示熱控制子系統(tǒng)在不同位置使用不同類(lèi)型傳感器所獲得的典型循環(huán)溫度響應(yīng)曲線與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
參看圖2，總體上以附圖標(biāo)記20表示的根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備包括一個(gè)總體上以附圖標(biāo)記21表示的試驗(yàn)單元，所述試驗(yàn)單元容納在一個(gè)隔聲內(nèi)腔22中，所述隔聲內(nèi)腔是現(xiàn)有類(lèi)型的，例如Mecart公司(加拿大魁北克)所供應(yīng)的，并且設(shè)有一個(gè)進(jìn)出門(mén)24。試驗(yàn)設(shè)備20還包括一個(gè)裝于電控柜23中的驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)將在后文中詳細(xì)描述。驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)通過(guò)一束電纜25連接著試驗(yàn)單元2 1的電輸入端和輸出端，所述電纜穿過(guò)內(nèi)腔22的側(cè)壁27。內(nèi)腔22的底板26上站立著一個(gè)門(mén)架型升降保持器28，如圖3中更佳顯示，其包括一對(duì)平行和豎直的支承軌道30、30’，一對(duì)托架32、32’可以通過(guò)輥29而沿著所述軌道移動(dòng)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4a和4b，保持器28還包括一對(duì)分別與相應(yīng)軌道30、30’的下端相連的腳部件31、31’，而所述軌道在上端連接著如圖4a所示的橫向件33。一個(gè)上部換能器固定在托架32、32’上并且布置在軌道30、30’之間，所述換能器可以是例如揚(yáng)聲器模塊34，其具有四個(gè)15英寸/1000W大功率揚(yáng)聲器35，這些揚(yáng)聲器從內(nèi)側(cè)安裝在具有相應(yīng)開(kāi)口39的底板36上。雖然優(yōu)選采用四個(gè)揚(yáng)聲器35，以獲得具有最優(yōu)化功率效率的輸入阻抗，但也可以采用更少數(shù)量的揚(yáng)聲器。試驗(yàn)單元20還包括一個(gè)主封殼38，所述主封殼包含一個(gè)主聲換能器，其采用的是安裝在輪子43上的主揚(yáng)聲器模塊40的形式；以及一個(gè)蓋部42，其通過(guò)夾爪49而安裝在模塊40上，并且以其頂壁形成了設(shè)有主開(kāi)口45的隔板44。主揚(yáng)聲器模塊40利用它的相應(yīng)激勵(lì)電路形成了一個(gè)主聲源，如后文中參照?qǐng)D9詳細(xì)解釋。所用隔板由5/8英寸的膠合板制成，以獲得足夠的硬度。由于主開(kāi)口45的尺寸取決于試驗(yàn)物品的尺寸，因此蓋部42被設(shè)計(jì)得允許更換隔板。一個(gè)21英寸/1000W大功率揚(yáng)聲器46從內(nèi)側(cè)安裝在設(shè)有相應(yīng)開(kāi)口50的頂板48上，并且作為主揚(yáng)聲器模塊40的一部分，從而聲學(xué)連接著由帶有隔板44和頂板48的蓋部42所構(gòu)成的主聲腔?？梢岳斫猓鶕?jù)試驗(yàn)物品的尺寸和重量的需要，可以安裝一個(gè)以上的揚(yáng)聲器。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)隔板44，到達(dá)未直接暴露在主揚(yáng)聲器模塊40所產(chǎn)生的聲波下的物品表面上的聲波可以衰減，此時(shí)隔板能夠減弱發(fā)生在隔板44的未暴露側(cè)所受到的反相聲波抵消作用，從而顯著提高主振頻最佳激勵(lì)臨界點(diǎn)處的低頻段激勵(lì)分布頻率響應(yīng)控制性能，如前面參照ESS試驗(yàn)所用的NAVMAT 9492操作指南所作描述。
這樣，隔板44構(gòu)成了主封殼38的一部分，主封殼中安裝著具有低操作頻帶寬度的聲換能器，即本例中的揚(yáng)聲器46。通過(guò)使用隔板44，可以將試驗(yàn)內(nèi)腔中的總聲級(jí)維持在能夠被內(nèi)腔的隔聲壁充分衰減的級(jí)別，從而提供出安全的工作環(huán)境。經(jīng)驗(yàn)表明，不需要使用與具有高操作頻帶寬度的揚(yáng)聲器35相關(guān)的隔板，就能夠在這些頻率產(chǎn)生足夠的聲壓級(jí)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，隔板44上布置并剛性固定著一個(gè)采用夾具52的形式的連接裝置，其用于容納一個(gè)試驗(yàn)印刷電路板41并剛性?shī)A持其邊緣，以將印刷電路板保持在隔板44上的這樣的位置上，即圖4a和4b中所示的主開(kāi)口45基本上被印刷電路板41封閉。可以理解，夾具52應(yīng)當(dāng)容易調(diào)節(jié)，以容納任何其他具有相似或更小尺寸的需要接收振動(dòng)試驗(yàn)的物品。再請(qǐng)參看圖4a和4b，保持器28還設(shè)有一個(gè)升降器54，其包含一個(gè)帶有控制器57并且連接著減速齒輪箱59的電機(jī)56，齒輪箱的輸出軸通過(guò)相互協(xié)作的齒輪58和58’連接著從動(dòng)軸60，從動(dòng)軸的相反兩端62、62’橫向延伸穿過(guò)設(shè)在相應(yīng)軌道30、30’上部的相應(yīng)孔。軸端62、62’上安裝著第一和第二鏈輪64、64’，所述鏈輪分別與傳動(dòng)鏈66、66’協(xié)作，所述傳動(dòng)鏈分別在它們的第一端剛性連接著托架32、32’的上部，在第二端連接著延伸穿過(guò)第一和第二導(dǎo)向筒68、68’的配重72、72’，所述配重分別通過(guò)上下支承件70和70’而連接在軌道30、30’上。上部揚(yáng)聲器模塊34的上下移動(dòng)是通過(guò)控制單元73而啟動(dòng)的。由隔聲材料或織物制成的柔性網(wǎng)屏或幕(未示出)可以在其上緣連接在揚(yáng)聲器模塊34上，以進(jìn)一步提供方向性約束而將聲波指向試驗(yàn)物品。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，用于容納單個(gè)印刷電路板(PCB)41的夾具52包括一個(gè)大致矩形的外框架74，外框架中設(shè)有一個(gè)凹入平面部分76，該凹入平面部分限定了一個(gè)與主開(kāi)口45對(duì)準(zhǔn)的中央開(kāi)口并通過(guò)諸如螺釘(未示出)等緊固件而剛性固定在隔板44上。一組大致矩形形狀的隔聲密封件79布置在平面部分76上，以形成一個(gè)限定了PCB 41外周的大致封閉周邊，從而防止細(xì)長(zhǎng)開(kāi)口形成在PCB41與框架74的平面部分76之間。密封件79可以由任何具有適宜隔聲特性的材料制成，例如具有足夠密度的封閉孔狀聚氨酯泡沫。密封件79通過(guò)適宜的粘結(jié)劑而固定施加在平面部分76上。一組可調(diào)夾爪49安裝在平面部分76上并且被密封件79分隔開(kāi)，夾爪上帶有安裝塊81，這些安裝塊可以通過(guò)定位螺釘82而鎖定在框架74的相應(yīng)側(cè)上的預(yù)定位置上，所述定位螺釘穿過(guò)設(shè)在框架74側(cè)面中的相應(yīng)孔(未示出)和設(shè)在塊81中的相應(yīng)螺紋孔(未示出)?；蛘?，框架74的側(cè)面可以設(shè)有細(xì)長(zhǎng)槽，以便能夠調(diào)節(jié)塊81的位置。每個(gè)夾爪49分別包括一個(gè)彈簧加壓的夾持件86，該夾持件通過(guò)樞軸87而與一個(gè)底座件88協(xié)作，底座件88具有一對(duì)側(cè)向凸緣90，所述凸緣通過(guò)螺釘92而緊固在相應(yīng)的塊81上。每個(gè)夾持件86的前端上分別緊固著一個(gè)安裝墊片94，所述墊片通過(guò)一組豎直穿過(guò)夾持件86前端的螺釘96而緊固在平行于一個(gè)相應(yīng)的PCB邊緣的位置上。每個(gè)安裝塊81上分別設(shè)有一個(gè)肋(未示出)，在夾持件的位于鎖定位置時(shí)，肋的前端豎直對(duì)準(zhǔn)安裝墊片94，從而形成用于容納并保持PCB邊緣附近部分的密閉空間。安裝墊片94上的面對(duì)端和相應(yīng)的肋對(duì)準(zhǔn)橡膠墊95，以便在夾爪49進(jìn)入鎖定位置時(shí)確保PCB的邊緣表面不會(huì)被夾爪損壞。同時(shí)又確保在PCB的接觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)隔聲。夾具52被設(shè)計(jì)得能夠根據(jù)PCB的主振型和安裝元件85的位置而在PCB周邊安裝足夠數(shù)量的夾爪49，以便有效地將聲能轉(zhuǎn)化為施加在PCB上的振動(dòng)，如后文中詳細(xì)解釋。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，圖中示出了一對(duì)相鄰設(shè)置的夾具52，它們與圖1和2中所示的夾具相同，以便同時(shí)對(duì)具有相似尺寸的印刷電路板41和41’實(shí)施振動(dòng)試驗(yàn)。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，隔板44’上設(shè)有一個(gè)主開(kāi)口45’，其尺寸大致為圖1和2中所示試驗(yàn)單元中的開(kāi)口45的兩倍。此外，框架74的相鄰側(cè)向邊緣形成了間隔，以便為用于限定內(nèi)部夾爪49的定位螺釘提供足夠的間隙；為了確保所述間隔的隔聲效果，一個(gè)與密封件79類(lèi)似的隔聲密封件99通過(guò)適宜的粘結(jié)劑而緊密地嵌在所述間隔中。密封件99也可以由兩個(gè)相同的薄密封件形成，二者通過(guò)適宜的粘結(jié)劑而固定在框架74的相應(yīng)側(cè)向邊緣上。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7和8，圖中示出了一種替代性的連接裝置，其采用的是總體上以附圖標(biāo)記100表示的夾具的形式，用于緊固一對(duì)同時(shí)試驗(yàn)的上下疊加的印刷電路板41和41’。這種替代性的夾具100具有與圖5所示夾具52相同的基本模塊結(jié)構(gòu)，并且?guī)в懈郊釉源_保夾具100能夠以豎直相隔的關(guān)系容納兩個(gè)印刷電路板41和41’。所述附加元件包括一組固定墊塊102，它們通過(guò)穿入相應(yīng)螺紋孔104中的螺釘(未示出)而緊固在安裝塊81’上。附加元件還包括相應(yīng)的一組可拆卸墊塊108，它們分別設(shè)有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)肋109，所述肋被設(shè)計(jì)得分別與設(shè)在每個(gè)固定墊塊102內(nèi)側(cè)的相應(yīng)細(xì)長(zhǎng)凹槽協(xié)作。附加元件還包括一個(gè)大致矩形的第二框架112，其周緣部分用于與設(shè)在可拆卸墊塊108上的相應(yīng)橫向凹槽110咬合，從而將第二框架緊固在可拆卸框架上而形成一個(gè)模塊組件。在夾爪位于鎖定位置時(shí)，設(shè)在每個(gè)安裝塊81’上的肋98的端部通過(guò)相應(yīng)的一對(duì)橡膠墊95而豎直對(duì)準(zhǔn)肋109的安裝部分111，從而形成一個(gè)用于容納和保持PCB 41’的邊緣附近部分的緊密空間，以確保在接觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)隔聲，同時(shí)又能夠在夾爪49’進(jìn)入鎖定位置時(shí)確保PCB的邊緣表面不會(huì)被夾爪損壞。在夾爪49’位于鎖定位置時(shí)，第二PCB 41’也被安裝墊片94’、橡膠墊95’以及從相應(yīng)可拆卸墊塊108上突出的相面對(duì)突片114牢固保持著?？蚣?4’的平面部分76’上布置著第一隔聲密封件77，其由彈性隔聲材料制成，并且用于將第一PCB 41容納于其上。此外，還設(shè)有一組第二隔聲密封件79’，其用于安置在PCB 41的上表面上，從而與第一密封件77一起形成用于限定PCB 41外周的封閉周邊。一組剛性間隔壁83支承在第二密封件79’上，并且用于容納第二矩形框架112，所述壁83被專(zhuān)門(mén)構(gòu)造尺寸，以便緊密地裝配在墊塊102之間，從而在第一和第二PCB 41和41’之間形成第二聲腔。當(dāng)PCB 41’被安置在第二框架112上后，第二框架中的開(kāi)口被PCB 41’聲學(xué)封閉，從而衰減發(fā)生在PCB 41’的未暴露側(cè)所受到的反相聲波抵消作用，同時(shí)又能從主腔開(kāi)始透過(guò)PCB 41和第二腔而向PCB 41’傳遞聲能?？梢岳斫猓谙Ｍ麥y(cè)試兩個(gè)以上的印刷電路板時(shí)，可以采用圖5至7中所示夾具的某些組合結(jié)構(gòu)。為了測(cè)試四個(gè)PCB，可以采用一對(duì)夾具100。此外，如果能將相鄰第二腔之間的聲波衰減保持在可被接受的限度內(nèi)，則圖7中的替代性的夾具100顯然可以修改得能夠夾持三個(gè)或更多個(gè)上下疊加的PCB。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，以解釋一種驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，其可以作為圖1所示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的試驗(yàn)單元的聲源的一部分。總體上以附圖標(biāo)記116表示的驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)放大器118，例如Nexus公司制造的調(diào)節(jié)放大器，其用于通過(guò)輸入線路119而接收來(lái)自振動(dòng)傳感器例如加速度計(jì)120的振動(dòng)指示信號(hào)形式的輸入信號(hào)，所述加速度計(jì)120用于連接在如前所述緊固在隔板44上的試驗(yàn)物品(未示出)上。加速度計(jì)120優(yōu)選安置在物品暴露表面的中心區(qū)域上，盡管其他位置也可以采用；而且優(yōu)選使用一個(gè)以上的加速度計(jì)，以便獲得組合或平均輸入信號(hào)。作為加速度計(jì)，可以采用Endevco公司的型號(hào)為2222C的加速度計(jì)。或者，安置在物品附近的麥克風(fēng)122可以用作傳感器，以產(chǎn)生聲壓指示信號(hào)形式的輸入信號(hào)。在這種情況下，雖然在對(duì)一系列的相同物品中的每個(gè)實(shí)施試驗(yàn)之前仍需要采用振動(dòng)傳感器，以便參照以g為單位的相應(yīng)振動(dòng)級(jí)而校正以dB為單位的聲壓測(cè)量值，但在這之后，可以僅利用安裝在固定位置上的麥克風(fēng)而實(shí)施試驗(yàn)，而不需要在每個(gè)試驗(yàn)物品上連接振動(dòng)傳感器。盡管可以在由蓋部42和主封殼40的頂板48限定的聲腔內(nèi)安裝第二麥克風(fēng)(未示出)，以產(chǎn)生專(zhuān)門(mén)用于揚(yáng)聲器46的輸入信號(hào)，但經(jīng)驗(yàn)表明，直接暴露在上部模塊34的揚(yáng)聲器35所產(chǎn)生的聲場(chǎng)中的單一麥克風(fēng)122也能夠接收足夠級(jí)別的由揚(yáng)聲器46產(chǎn)生的間接聲波，從而提供適宜的控制功能。調(diào)節(jié)放大器118實(shí)現(xiàn)了阻抗和振幅的匹配，以產(chǎn)生控制輸入信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)線路126傳送到UDC型振動(dòng)控制器124中。控制器124將反饋振動(dòng)指示信號(hào)或聲壓指示信號(hào)與包含已知頻率信息的基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生通過(guò)線路128傳送的激勵(lì)輸入信號(hào)?；蛘?，也可以不采用所述通過(guò)振動(dòng)或聲壓傳感器輸入信號(hào)而導(dǎo)出輸入控制信號(hào)的連續(xù)反饋結(jié)構(gòu)，而是將控制器的輸出信號(hào)通過(guò)直接反饋線路130而用作輸入控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)的比較。另一種措施是，如果可以認(rèn)為試驗(yàn)設(shè)備中的氣壓元件的聲學(xué)或電學(xué)特性足夠穩(wěn)定，則可以利用控制器124根據(jù)基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)直接產(chǎn)生激勵(lì)輸入信號(hào)?？刂破?24可以通過(guò)輸出線路125連接到一個(gè)用于儲(chǔ)存和分析數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)(未示出)。激勵(lì)輸入信號(hào)被傳送到一個(gè)現(xiàn)有類(lèi)型的例如Active公司所制造的分頻濾波器132中，所述濾波器的輸出端134和135分別通過(guò)線路136和137連接著功率放大器的放大器信道138和139，以產(chǎn)生第一和第二輸出電信號(hào)，所述電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜，并分別通過(guò)輸出線路140和141傳送到并聯(lián)設(shè)置的揚(yáng)聲器46和揚(yáng)聲器35中。濾波器的截止頻率是根據(jù)揚(yáng)聲器46和35的相應(yīng)操作頻率范圍而選擇的，而所述揚(yáng)聲器被選擇以提供互補(bǔ)操作頻率范圍，從而使設(shè)備的功率效率最大化。在本實(shí)施例中，21英寸的揚(yáng)聲器46被選擇得具有大約20至160Hz的有效操作范圍，而每個(gè)揚(yáng)聲器35被選擇得具有大約160至2000Hz的互補(bǔ)有效操作范圍。因此，分頻濾波器的選定截止頻率為160Hz，如圖10所示，圖中根據(jù)圖9所示揚(yáng)聲器46和35的相應(yīng)操作頻率范圍而描繪了典型頻率響應(yīng)曲線142和144?？梢钥吹剑c揚(yáng)聲器46相關(guān)的分頻輸出信號(hào)包含位于大約130Hz以下的低頻響應(yīng)部分，與揚(yáng)聲器35相關(guān)的分頻輸出信號(hào)包含位于大約130Hz以上的高頻率響應(yīng)部分。從曲線142可以看到，在濾波器的0dB低通部分隨后的范圍內(nèi)，從大約62Hz至130Hz實(shí)際發(fā)生了一些衰減，衰減率為大約22dB/倍頻程，這種衰減對(duì)應(yīng)于所述范圍內(nèi)的大約13dB的衰減增益。與此類(lèi)似，從曲線144可以看到，在130Hz至大約375Hz的范圍內(nèi)，以大約22dB/倍頻程的相同衰減率出現(xiàn)衰減減少，這種衰減減少量對(duì)應(yīng)于所述范圍內(nèi)的大約13dB的衰減增益減少量，從而到達(dá)濾波器的0dB高通部分。在現(xiàn)有分頻濾波器的典型截止頻率中發(fā)生的這種頻率響應(yīng)可以影響截止頻率區(qū)域的功率效率，具體地講，所述截止頻率區(qū)域位于曲線142和144上的點(diǎn)所限定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，所述點(diǎn)對(duì)應(yīng)于從0dB增益級(jí)別開(kāi)始下降的20dB/倍頻程?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9a，一種防止分頻截止頻率區(qū)域出現(xiàn)功率效率降低的方案是為圖9所示的揚(yáng)聲器46和35設(shè)置替代性接線形態(tài)。所述方案包括以相反的電極將分頻濾波器132的單一輸出端即輸出端135通過(guò)反接線路137’連接到相應(yīng)的聲傳感器即本例中的揚(yáng)聲器35，從而使得放大器信道138和139通過(guò)線路140和141而傳送到揚(yáng)聲器46和35的第一和第二輸出點(diǎn)線號(hào)在分頻截止頻率區(qū)域中基本上處于相反相態(tài)?？梢栽O(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)(未示出)，以選擇所需的電極配置。
下面參照?qǐng)D15描述本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備的替代性實(shí)施例，其能夠在振動(dòng)試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行熱循環(huán)。這一替代性實(shí)施例中包含前面參照?qǐng)D2至10描述過(guò)的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的所有元件，并且設(shè)有附加的熱控制子系統(tǒng)，以便對(duì)接受振動(dòng)試驗(yàn)的物品進(jìn)行熱循環(huán)應(yīng)力篩選。為了便于解釋?zhuān)瑘D15中只示出了圖2至4b中的試驗(yàn)單元21的一部分。底板36與隔板44之間布置著隔熱封殼154，所述隔熱封殼限定了一個(gè)用于容納試驗(yàn)物品如PCB 41的熱腔156，所述PCB 41以與前面所述相同的方式安裝在隔板44上。隔熱封殼由四個(gè)壁156、158、160、160構(gòu)成，這些壁由帶有外層隔熱材料的不銹鋼或鍍鋅鋼板制成。壁158上設(shè)有第一開(kāi)口164，其構(gòu)成了與流體供應(yīng)管線166的近端之間具有流體連通功能的封殼入口，所述流體供應(yīng)管線166的遠(yuǎn)端連接著一個(gè)總體上以附圖標(biāo)記170表示的加熱/冷卻單元上的出口168。壁162上設(shè)有第二開(kāi)口172，其構(gòu)成了與流體回流管線174的近端之間具有流體連通功能的封殼出口，所述流體回流管線174的遠(yuǎn)端連接著加熱/冷卻單元170的回流入口176。雖然在大多數(shù)試驗(yàn)應(yīng)用中一般將空氣用作傳熱流體，但也可以采用具有相同或更好傳熱性能的其他惰性氣體或液體，只要試驗(yàn)物品在選定流體中不受損傷即可。在空氣被用作傳熱流體的情況下，加熱/冷卻單元170中設(shè)有用于產(chǎn)生氣流的機(jī)械裝置，所述機(jī)械裝置可以采用傳統(tǒng)吹風(fēng)機(jī)178的形式，用于強(qiáng)迫由回流入口176引入的輸入空氣流經(jīng)總體上以附圖標(biāo)記182表示的電熱裝置中的加熱線圈180，所述電熱裝置中設(shè)有加熱控制器184。可以理解，任何類(lèi)型的加熱裝置，例如燃料或氣體燃燒器，可以用作熱源。單元170上還設(shè)有總體上以186表示的冷卻裝置，其包含壓力制冷流體例如液態(tài)氮，并且經(jīng)過(guò)主閥190和配備有機(jī)電控制閥194的供應(yīng)管線192而與噴嘴196流體連通，以便利用液氮蒸發(fā)所吸取的熱量而將從出口168流出的惰性氣體冷卻，所述惰性氣體隨后通過(guò)開(kāi)口164而進(jìn)入絕熱封殼內(nèi)，并且循環(huán)流入熱腔156中。熱腔156中安置著第一溫度傳感器198，例如標(biāo)準(zhǔn)的T型熱電偶，以產(chǎn)生第一溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)，所述信號(hào)通過(guò)電線200而被傳輸?shù)椒答伩刂蒲b置204的信號(hào)輸入端202，所述反饋控制裝置是總體上以206表示的溫度控制單元的一部分。第一傳感器98只與流動(dòng)的第一流體相接觸，以使產(chǎn)生的第一信號(hào)代表受熱/受冷后的惰性氣體的溫度?？刂蒲b置204具有第一控制輸出端208，其用于通過(guò)控制線210而將加熱控制信號(hào)傳送到熱控制器184，以及第二控制輸出端212，其用于通過(guò)控制線214而將冷卻控制信號(hào)傳送到機(jī)電控制閥194。控制裝置被編程，從而響應(yīng)于接收到的溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)而根據(jù)預(yù)定的熱循環(huán)模式啟動(dòng)加熱裝置170或冷卻裝置186。溫度控制單元206還包含一個(gè)傳統(tǒng)類(lèi)型的微型計(jì)算機(jī)216，所述微型計(jì)算機(jī)具有顯示器218和以220表示的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存著預(yù)定熱循環(huán)模式，如后文中詳細(xì)描述。計(jì)算機(jī)216還設(shè)有適宜的輸入/輸出接口，所述接口分別通過(guò)輸入輸出線222、224而連接著控制裝置204。微型計(jì)算機(jī)216運(yùn)行控制軟件，以便通過(guò)線路224而輸出基于存儲(chǔ)器220中儲(chǔ)存的預(yù)定熱循環(huán)模式的控制數(shù)據(jù)，所述控制數(shù)據(jù)代表著用于基于時(shí)間而進(jìn)行反饋控制的溫度相關(guān)設(shè)置值?？刂蒲b置204的當(dāng)前控制參數(shù)設(shè)置值還通過(guò)線路222而被微型計(jì)算機(jī)216接收。熱腔中還安置著一個(gè)或多個(gè)附加的溫度傳感器226、226’，所述傳感器直接布置在物品41上，以產(chǎn)生物品溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)，所述信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的線路230、230’而傳送到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器228。作為示例，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的T型熱電偶可以用作傳感器226，而一個(gè)K型測(cè)溫探針，例如Sanders Technology公司制造的，可以用作附加的傳感器226’。利用與計(jì)算機(jī)216相接的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)線路232，所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)該信路232而傳送到計(jì)算機(jī)216中，計(jì)算機(jī)216將響應(yīng)于接收到的數(shù)字信號(hào)而將相應(yīng)的溫度值數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器220中，所述數(shù)據(jù)可以用于調(diào)節(jié)循環(huán)模式數(shù)據(jù)，并因此而將調(diào)節(jié)結(jié)果顯示出來(lái)或進(jìn)行其他處理。
下面解釋根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備和方法的優(yōu)選實(shí)施例的操作。在傳統(tǒng)的印刷電路板試驗(yàn)ESS程序中，主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而確定特定PCB試驗(yàn)所需的振動(dòng)頻譜。在分析電路中的實(shí)際應(yīng)力時(shí)，所引起的疲勞和潛在缺陷擴(kuò)散通常不被計(jì)入，然而，在確定試驗(yàn)中的振動(dòng)級(jí)時(shí)，它們必須被著重評(píng)估。可以通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)激勵(lì)而展現(xiàn)的缺陷主要包括焊接缺陷、元件或基板缺陷、連接器問(wèn)題、電線和元件不牢固、結(jié)構(gòu)問(wèn)題。確定振動(dòng)激勵(lì)頻譜的方法通常包括分析振動(dòng)特性和對(duì)各個(gè)預(yù)定最佳振動(dòng)級(jí)下的總體響應(yīng)作出比較，或者是使用以前成功用于其他制品上的頻譜。一種中間方法是，在制品中形成典型缺陷，然后提高振動(dòng)級(jí)，直到這些缺陷反復(fù)展現(xiàn)。振動(dòng)激勵(lì)的時(shí)間長(zhǎng)度通常為大約10分鐘?，F(xiàn)有的用于確定施加到特定制品上的振動(dòng)激勵(lì)頻譜的方法也可以采用，從而在計(jì)入了從施加的聲場(chǎng)傳輸能量而感應(yīng)振動(dòng)的特性之后，利用根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)設(shè)備和方法向試驗(yàn)物品上施加振動(dòng)。然而，為了提高這些現(xiàn)有方法的效率，可以在確定類(lèi)似的振動(dòng)激勵(lì)頻譜之前，建立制品的振動(dòng)響應(yīng)特性的結(jié)構(gòu)模型，從而產(chǎn)生目標(biāo)頻率響應(yīng)模式。為此，模型分析技術(shù)可以采用例如本發(fā)明人的文章“Modalanalysis of electronic circuit using acoustical sources”(4th Annual IEEE Accelerated Stress Testing，1998)和“Experimental model analysis using acoustical sources”(17th Canadian Congress on Applied Mechanics，1999)中所描述的，上述文章結(jié)合在此作為參考。模型分析主要包括建立有關(guān)振動(dòng)參數(shù)的理論模型，所述振動(dòng)參數(shù)包括與主振膜相關(guān)的響應(yīng)頻率和阻尼系數(shù)。然后，這些振動(dòng)參數(shù)的值將利用普通的振動(dòng)測(cè)量?jī)x并且采用機(jī)械或聲源振動(dòng)而被實(shí)驗(yàn)確定?；蛘撸@些振動(dòng)參數(shù)的值可以通過(guò)現(xiàn)有的有限元分析方法而確定出來(lái)，所述有限元方法還可以用于確定安裝著物品的夾具的邊界條件。借助于所獲得的振動(dòng)參數(shù)值，就可以預(yù)測(cè)出滿足ESS試驗(yàn)要求的振動(dòng)激勵(lì)級(jí)別和最佳振動(dòng)頻譜。
下面參照附圖描述ESS在根據(jù)本發(fā)明的PCB試驗(yàn)中的一種應(yīng)用情況。在試驗(yàn)PCB 41的振動(dòng)頻譜和振動(dòng)級(jí)被確定出來(lái)后，圖9所示的控制器124被編程，而放大器138和139的功率級(jí)別被相應(yīng)地設(shè)定。輸出電極將被選擇為線路137或線路137’所代表的形態(tài)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4a，控制單元73運(yùn)行，以引起升降保持器28將上側(cè)揚(yáng)聲器模塊34抬升到使其底板36與蓋部42的隔板44之間具有足夠間隙的位置上，以便能夠裝入試驗(yàn)物品。如圖3所示，PCB 41安裝在夾具52上，夾爪49牢固地到達(dá)它們的閉合位置。如果需要如圖7所示測(cè)試一對(duì)PCB 41和41’，則PCB 41首先被安裝在夾具100上，其中PCB的邊緣被安置在安裝塊81’上，并且通過(guò)第一橡膠墊95而與所述安裝塊相隔。然后，由第二框架112連接成模塊組件形式的可拆卸墊塊108與墊塊102一起被安置在安裝塊81’的邊緣上，并且通過(guò)第二橡膠墊95’而與所述安裝塊相隔。最后，第二PCB 41’通過(guò)安裝墊片94’和橡膠墊95’而安裝在可拆卸墊塊108上，夾爪49牢固地到達(dá)它們的閉合位置。在隔聲內(nèi)腔22的門(mén)24被關(guān)閉后，就可以進(jìn)行試驗(yàn)了?，F(xiàn)在參看圖11，根據(jù)NAVMAT-9492的功率譜密度基準(zhǔn)曲線10被繪出，同時(shí)繪出了與圖1中相同的印刷電路板所獲得的實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線146，所述PCB上沒(méi)有安裝各個(gè)元件，而且試驗(yàn)中使用的是圖9中的采用輸出線路137的第一接線形態(tài)?？梢钥吹?，與圖1中所示的相同PCB在不帶隔板的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中以大約28.9g rms的額定振動(dòng)(加速)級(jí)進(jìn)行試驗(yàn)所得到的分布模式不同，利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備所獲得的PSD值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了基準(zhǔn)曲線10的相應(yīng)值，所述基準(zhǔn)曲線10表示的在是20至2000Hz范圍內(nèi)的所采用的基本上全部振動(dòng)譜。具體地講，從圖11中可以看到，在160Hz分頻頻率下面的操作帶寬低頻部分響應(yīng)，除了20-30Hz這一不明顯下限范圍以外，均顯著高于目標(biāo)PSD基準(zhǔn)曲線10，這意味著施加在試驗(yàn)物品上的應(yīng)力足夠高，并且能夠如操作者所期望的那樣達(dá)到更高的額定振動(dòng)級(jí)。從而可以獲得分別為0.205g rms和28.4g rms的總的負(fù)和正振動(dòng)級(jí)變化，而如前所述在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中所獲得的結(jié)果為4.3g rms和13.9g rms。因此，明顯可以看出，可以利用本發(fā)明獲得高效的低頻響應(yīng)控制，從而實(shí)現(xiàn)可靠和有效的ESS試驗(yàn)。
現(xiàn)在參看圖12，根據(jù)NAVMAT-9492的功率譜密度基準(zhǔn)曲線10被繪出，同時(shí)繪出了疊加在控制激勵(lì)信號(hào)曲線147上的實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線146，所述控制激勵(lì)信號(hào)曲線147具有160Hz分頻頻率并且以虛線繪出，所述曲線146是這樣獲得的，即所述PCB上安裝著各個(gè)元件，而且試驗(yàn)中使用的是圖9中的采用輸出線路137的第一接線形態(tài)?？梢钥吹?，實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線146基本上與激勵(lì)信號(hào)曲線147相匹配。從圖12中可以理解，根據(jù)試驗(yàn)要求，可以基于與可被用作指導(dǎo)手冊(cè)的NAVMAT-9492相比不同的分布模式而設(shè)置激勵(lì)信號(hào)。
現(xiàn)在參看圖13，圖中示出了所獲得的實(shí)驗(yàn)頻率響應(yīng)曲線149，同時(shí)示出了以曲線151代表的激勵(lì)信號(hào)的第二個(gè)例子，其中使用的印刷電路板與圖12中所用的相同，而且試驗(yàn)設(shè)備采用了圖9中的第一接線形態(tài)。在本例中，通過(guò)基于現(xiàn)有技術(shù)例如前面提到的技術(shù)而進(jìn)行的模型分析，印刷電路板的主響應(yīng)頻率被預(yù)先確認(rèn)。然后，激勵(lì)信號(hào)分布模式被以這樣的方式確定，即激勵(lì)能量被集中在響應(yīng)頻率左右并且位于頻譜的低頻部分，以提高功率效率。這里同樣可以看出，頻率響應(yīng)曲線149基本上與激勵(lì)信號(hào)曲線151相匹配。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖14a和14b，可以看到，電流分布模式曲線150和150’所代表的分別是利用圖9和9a中所示的第一和替代性接線形態(tài)下分頻濾波后獲得的激勵(lì)輸入信號(hào)，二者基本上類(lèi)似，只是在兩條曲線上的設(shè)置在160Hz分頻截止頻率附近的115至190Hz范圍內(nèi)的區(qū)域152和152’中有所不同。應(yīng)當(dāng)指出，兩條曲線150和150’與基本上相同的頻率響應(yīng)PSD分布模式相關(guān)。區(qū)域152’中的平均電流明顯小于區(qū)域152中的平均電流，其結(jié)果是相應(yīng)的功率減小，這種功率減小幅度可以計(jì)算出來(lái)，即(1-(7.142/18.02))=84%.]]>因此，可以在分頻頻率區(qū)域?qū)崿F(xiàn)精確的功率譜密度分布模式控制，而不會(huì)影響功率譜效率，也不會(huì)負(fù)面地增加試驗(yàn)內(nèi)腔中的總體聲級(jí)，從而提供出更舒適的工作環(huán)境。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖16，圖中示出了在向試驗(yàn)PCB施加振動(dòng)時(shí)圖15中的熱控制子系統(tǒng)中所配備的一組溫度傳感器即標(biāo)準(zhǔn)熱電偶198、測(cè)溫探針226’和標(biāo)準(zhǔn)熱電偶226所獲得的典型循環(huán)溫度響應(yīng)曲線232、234和236。在圖示的例子中，用于對(duì)PCB實(shí)施熱循環(huán)應(yīng)力篩選而預(yù)先制定并且儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的循環(huán)分布模式可以被使用者選擇。所選擇的循環(huán)應(yīng)力分布的特性是根據(jù)公知的判斷標(biāo)準(zhǔn)而確定的，所述特性包括循環(huán)特性(低溫、高溫、制品熱響應(yīng)率、溫度極限下的駐留時(shí)間)、熱循環(huán)次數(shù)和PCB狀態(tài)(帶電源、不帶電源、被監(jiān)視、不被監(jiān)視)。熱循環(huán)特性的確定詳細(xì)討論于《Environmental Stress Screening Guidelines for Assemblies》(Institute of Environmental Sciences，1990年3月)和《Product Reliability Division Recommended Practice 001.1，Management and Technical Guidelines for the ESS Process》(Institute of Environmental Sciences and Technology，1999年1月)，它們的全部?jī)?nèi)容結(jié)合在此作為參考。圖16中所示的曲線232、234、236在時(shí)間間隔AB(第一加熱狀態(tài))、BC(第二加熱狀態(tài))、AC(總加熱狀態(tài))和CD(冷卻狀態(tài))內(nèi)的順序部分中的熱變化率的值(單位℃/分鐘)對(duì)應(yīng)于第一熱循環(huán)周期，并且是分別利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶198在氣流中以及利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶226和測(cè)溫探針226’直接在物品上測(cè)量到的，如表1中所示。
表1

通過(guò)對(duì)曲線232、234、236進(jìn)行考察，可以看出，如預(yù)期的那樣，在物品和傳感器熱響應(yīng)特性的作用下，利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶198在氣流中測(cè)量到的最大溫度變化值大于利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶226和測(cè)溫探針226’直接在物品上測(cè)量到的最大溫度變化值，而且利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶198在氣流中測(cè)量到的最小溫度變化值小于利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶226和測(cè)溫探針226’直接在物品上測(cè)量到的最小溫度變化值。從圖15中還可以看出，從氣流中測(cè)量到的最大和最小溫度變化值之間的差異比利用傳感器226、226’獲得的響應(yīng)差異更大。此外，從表1中的數(shù)據(jù)可以得出，利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶198在氣流中測(cè)量到的熱變化率的值也高于利用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶226和測(cè)溫探針226’直接在物品上測(cè)量到的熱變化率的值。為了補(bǔ)償氣流溫度測(cè)量值與物品溫度測(cè)量值之間的固有差別，圖15中所示的計(jì)算機(jī)優(yōu)選被編程，以便根據(jù)物品溫度測(cè)量值而調(diào)節(jié)循環(huán)周期模式，從而提高溫度控制裝置的性能。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，包括主封殼，其限定了主聲腔并且具有隔板，隔板上設(shè)有至少一個(gè)主開(kāi)口；隔聲裝置，其適合于容納試驗(yàn)物品；聲源，其具有至少一個(gè)聲換能器，所述聲換能器聲學(xué)連接著所述主聲腔，以向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波；連接裝置，其用于將物品緊固在一個(gè)位置上，在該位置，所述主開(kāi)口基本上被物品和隔聲裝置封閉，以便衰減一部分到達(dá)所述物品上的未直接暴露給聲波的大致相反表面上的聲波，從而衰減所述物品的相反表面上所受到的反相聲波抵消作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述聲源包括與所述聲換能器相連的驅(qū)動(dòng)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括隔聲內(nèi)腔，其用于容納所述主封殼、所述聲換能器和所述物品連接裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述物品包括印刷電路板，所述隔聲裝置包括一個(gè)或多個(gè)由彈性隔聲材料制成的密封件，并且形成了用于約束印刷電路板外周的大致封閉周邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述連接裝置包括至少一個(gè)夾具，所述夾具包含大致矩形的框架和分布并以可調(diào)的方式安裝在框架上的多個(gè)夾爪，所述框架以大致對(duì)準(zhǔn)所述主開(kāi)口的方式緊固在隔板上，每個(gè)所述夾爪分別適用于容納印刷電路板周邊的一部分，從而在夾爪位于閉合位置時(shí)剛性保持印刷電路板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括控制器，其用于產(chǎn)生具有理想頻譜的激勵(lì)輸入信號(hào)，以及放大器，其用于產(chǎn)生電輸出信號(hào)，所述電輸出信號(hào)被發(fā)送給所述聲換能器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括振動(dòng)傳感器，其適用于連接在所述物品上，以產(chǎn)生振動(dòng)指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的振動(dòng)指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括聲傳感器，其布置在所述主開(kāi)口附近，以產(chǎn)生聲壓指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的聲壓指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述控制器將反饋回來(lái)的激勵(lì)輸入信號(hào)與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括附加聲源，其具有至少一個(gè)附加聲換能器，所述附加聲換能器布置在所述主聲腔的外側(cè)并且面對(duì)著所述隔板，以向著物品產(chǎn)生聲波，從而向物品上施加附加振動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述附加聲源包括與所述附加聲換能器相連的附加驅(qū)動(dòng)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括隔聲內(nèi)腔，其用于容納所述主封殼、所述兩個(gè)聲源和所述連接裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述隔板基本上在水平面中延伸，所述試驗(yàn)設(shè)備還包括升降器，其用于以可調(diào)的方式將附加聲源保持在與隔板相隔的關(guān)系上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述聲換能器彼此面對(duì)著，二者之間橫向延伸著所述隔板，所述聲換能器具有互補(bǔ)頻率操作范圍這一特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述聲換能器分別被相應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)裝置供應(yīng)第一和第二電輸出信號(hào)，所述電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置之一以相反的電極連接著所述聲源中的相應(yīng)的一個(gè)，以使所述第一和第二電輸出信號(hào)在分頻截止頻率區(qū)域中具有基本上相反的相態(tài)關(guān)系。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接著用于產(chǎn)生具有理想頻譜的激勵(lì)輸入信號(hào)的控制器、分頻濾波器和用于產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)的放大器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括振動(dòng)傳感器，其適用于連接在所述物品上以產(chǎn)生振動(dòng)級(jí)信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的所述振動(dòng)指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括聲傳感器，其布置在所述主開(kāi)口附近，以產(chǎn)生聲壓指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的所述聲壓指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述控制器將反饋回來(lái)的激勵(lì)輸入信號(hào)與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括至少一個(gè)輔助封殼，其限定了帶有附加開(kāi)口的輔助聲腔；至少一個(gè)附加隔聲裝置，其適合于容納附加試驗(yàn)物品；至少一個(gè)附加連接裝置，其用于將附加試驗(yàn)物品緊固在一個(gè)位置上，在該位置，所述附加開(kāi)口基本上被附加試驗(yàn)物品和附加隔聲裝置封閉。其中，所述聲波向所述附加試驗(yàn)物品施加振動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述物品分別包括印刷電路板，每個(gè)所述隔聲裝置分別包括一個(gè)或多個(gè)由彈性隔聲材料制成的密封件，并且形成了用于約束印刷電路板外周的大致封閉周邊。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述兩個(gè)連接裝置組合在單一的夾具中，所述夾具包含大致矩形的框架和分布并以可調(diào)的方式安裝在框架上的多個(gè)夾爪，所述框架以大致對(duì)準(zhǔn)所述兩個(gè)開(kāi)口的方式緊固在隔板上，每個(gè)所述夾爪分別適用于容納所述兩個(gè)印刷電路板周邊的一部分，從而在夾爪位于閉合位置時(shí)剛性保持所述印刷電路板。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括附加聲源，其具有至少一個(gè)附加聲換能器，所述附加聲換能器布置在所述主聲腔的外側(cè)并且面對(duì)著所述輔助封殼，以向著物品產(chǎn)生聲波，從而向物品上施加附加振動(dòng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述附加聲源包括與所述附加聲換能器相連的附加驅(qū)動(dòng)裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述聲換能器彼此面對(duì)著，二者之間橫向延伸著所述隔板，所述聲換能器具有互補(bǔ)頻率操作范圍這一特性。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述聲換能器分別被相應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)裝置供應(yīng)第一和第二電輸出信號(hào)，所述電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置之一以相反的電極連接著所述聲源中的相應(yīng)的一個(gè)，以使所述第一和第二電輸出信號(hào)在分頻截止頻率區(qū)域中具有基本上相反的相態(tài)關(guān)系。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接著用于產(chǎn)生具有理想頻譜的激勵(lì)輸入信號(hào)的控制器、分頻濾波器和用于產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)的放大器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括振動(dòng)傳感器，其適用于連接在所述物品中的至少一個(gè)上以產(chǎn)生振動(dòng)指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的所述振動(dòng)指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括聲傳感器，其布置在所述主開(kāi)口附近，以產(chǎn)生聲壓指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的所述聲壓指示信號(hào)與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述控制器將反饋回來(lái)的激勵(lì)輸入信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括隔熱封殼，其限定了用于容納所述物品的熱腔；用于產(chǎn)生惰性流體流的裝置；用于加熱所述惰性流體流的裝置；用于使所述惰性流體循環(huán)流入所述熱腔中的裝置；第一傳感裝置，其安置在所述熱腔中，以產(chǎn)生第一溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)；控制裝置，其可以對(duì)所述溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)作出響應(yīng)，并且操作性地連接著所述加熱裝置，以便在所述聲源向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波的同時(shí)根據(jù)預(yù)定熱循環(huán)分布模式而控制所述惰性流體的溫度。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括用于冷卻所述惰性流體流的裝置，而且所述控制裝置根據(jù)所述預(yù)定預(yù)定熱循環(huán)分布模式而選擇性地啟動(dòng)所述加熱裝置和所述冷卻裝置之一。
35.根據(jù)權(quán)利要求33或34所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，安置在所述熱腔中的所述第一傳感裝置只與所述惰性流體流接觸，以使所述第一溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)代表受熱后的所述惰性流體的溫度，所述試驗(yàn)設(shè)備還包括附加傳感裝置，其布置在所述物品上，以產(chǎn)生物品溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)，所述控制裝置包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)器并且響應(yīng)于所述物品溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)而將該信號(hào)儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)器中。
36.一種振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，包括隔聲內(nèi)腔；第一和第二聲換能裝置，它們?nèi)菁{在所述隔聲內(nèi)腔中并且彼此面對(duì)著，所述聲換能裝置具有互補(bǔ)頻率操作范圍這一特性；連接裝置，其用于將至少一個(gè)試驗(yàn)物品在所述隔聲內(nèi)腔中緊固在所述聲換能裝置之間的位置上；驅(qū)動(dòng)裝置，其連接在所述聲換能裝置上，以向所述第一和第二聲換能裝置供應(yīng)相應(yīng)的第一和第二電輸出信號(hào)，以使所述換能裝置產(chǎn)生聲波，從而相應(yīng)地向物品上施加振動(dòng)，所述電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜，并且在分頻截止頻率區(qū)域中具有基本上相反的相態(tài)關(guān)系。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述物品包括印刷電路板。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置連接著用于產(chǎn)生具有理想頻譜的激勵(lì)輸入信號(hào)的控制器、分頻濾波器和用于產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)的放大器。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括振動(dòng)傳感器，其適用于連接在所述物品上以產(chǎn)生振動(dòng)指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的所述振動(dòng)指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括聲傳感器，其布置在所述聲換能裝置之間，以產(chǎn)生聲壓指示信號(hào)，所述控制器將反饋回來(lái)的所述聲壓指示信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，所述控制器將反饋回來(lái)的激勵(lì)輸入信號(hào)的特性與基準(zhǔn)激勵(lì)信號(hào)數(shù)據(jù)作比較，以產(chǎn)生所述激勵(lì)輸入信號(hào)。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括隔熱封殼，其限定了用于容納所述物品的熱腔；用于產(chǎn)生惰性流體流的裝置；用于加熱所述惰性流體流的裝置；用于使所述惰性流體循環(huán)流入所述熱腔中的裝置；第一傳感裝置，其安置在所述熱腔中，以產(chǎn)生第一溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)；控制裝置，其可以對(duì)所述溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)作出響應(yīng)，并且操作性地連接著所述加熱裝置，以便在所述聲源向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波的同時(shí)根據(jù)預(yù)定熱循環(huán)分布模式而控制所述惰性流體的溫度。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，還包括用于冷卻所述惰性流體流的裝置，而且所述控制裝置根據(jù)所述預(yù)定預(yù)定熱循環(huán)分布模式而選擇性地啟動(dòng)所述加熱裝置和所述冷卻裝置之一。
44.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，安置在所述熱腔中的所述第一傳感裝置只與所述惰性流體流接觸，以使所述第一溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)代表受熱后的所述惰性流體的溫度，所述試驗(yàn)設(shè)備還包括第二傳感裝置，其布置在所述物品上，以產(chǎn)生物品溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)，所述控制裝置包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)器并且響應(yīng)于所述物品溫度標(biāo)識(shí)信號(hào)而將該信號(hào)儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)器中。
45.一種振動(dòng)試驗(yàn)方法，包括以下步驟a)提供隔聲內(nèi)腔，其容納著彼此面對(duì)的第一和第二聲換能裝置，所述第一和第二聲換能裝置具有互補(bǔ)頻率操作范圍這一特性；b)將至少一個(gè)試驗(yàn)物品在所述隔聲內(nèi)腔中緊固在所述聲換能裝置之間的位置上；以及c)利用相應(yīng)的第一和第二電輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一和第二聲換能裝置，以產(chǎn)生聲波，從而相應(yīng)地向物品上施加振動(dòng)，所述第一和第二電輸出電信號(hào)具有位于分頻截止頻率附近的互補(bǔ)頻譜，并且在分頻截止頻率區(qū)域中具有基本上相反的相態(tài)關(guān)系。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的振動(dòng)試驗(yàn)方法，還包括位于所述步驟c)之前的以下步驟i)產(chǎn)生惰性流體流；以及ii)根據(jù)預(yù)定預(yù)定熱循環(huán)分布模式而選擇性地向所述惰性流體實(shí)施加熱步驟和冷卻步驟之一；所述振動(dòng)試驗(yàn)方法還包括與所述步驟c)同時(shí)進(jìn)行的以下步驟iii)使所述惰性流體流在第一和第二聲換能裝置之間循環(huán)；以及iv)在所述聲源向著所述物品的暴露表面產(chǎn)生聲波的同時(shí)，根據(jù)預(yù)定熱循環(huán)分布模式而控制所述惰性流體的溫度。
全文摘要
一種使用聲波的振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備包括試驗(yàn)單元，試驗(yàn)單元包含主封殼，主封殼限定了主聲腔并且具有帶主開(kāi)口的隔板，主開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)一組隔聲帶，隔聲帶容納著被固定于隔板上的夾具所夾持的試驗(yàn)物品，從而使主開(kāi)口基本上被物品和隔聲帶封閉。試驗(yàn)設(shè)備包括主聲源和附加聲源，主聲源由與主聲腔聲學(xué)連接的主聲換能器例如揚(yáng)聲器構(gòu)成，附加聲源為一個(gè)或多個(gè)附加揚(yáng)聲器的形式，附加揚(yáng)聲器面對(duì)著主揚(yáng)聲器并在它們之間延伸著隔板，附加揚(yáng)聲器和主揚(yáng)聲器具有互補(bǔ)頻率操作范圍。
文檔編號(hào)G01M7/00GK1454312SQ00819818
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2000年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月28日
發(fā)明者弗朗索瓦·拉弗勒, 弗雷德里克·拉維爾, 馬克·托馬斯, 雅克·奧貝 申請(qǐng)人:因特利姆技術(shù)公司