本發(fā)明屬于聲學(xué)傳感器參數(shù)測量領(lǐng)域，主要是一種用于聲學(xué)傳感器自噪聲測量的干擾屏蔽裝置。

背景技術(shù)：

聲學(xué)傳感器的自噪聲一般都很低，為了測量其自噪聲，需要有安靜穩(wěn)定的聲學(xué)測量環(huán)境，要求環(huán)境的多種干擾遠(yuǎn)低于自噪聲，尤其是高靈敏度的傳感器，對外界的振動(dòng)響應(yīng)非常靈敏，對測量條件的要求就很高，而實(shí)際的開闊場所中很難滿足該要求，來自各種途徑的干擾大都無法完全排除。

對聲學(xué)傳感器自噪聲測量有影響的環(huán)境干擾主要包含振動(dòng)干擾、聲波干擾和電磁波干擾。振動(dòng)干擾的直接來源主要就是設(shè)備所處的樓面，間接來源于樓體內(nèi)其它設(shè)施的運(yùn)行、人員的走動(dòng)、樓宇周邊的大型運(yùn)動(dòng)設(shè)施及機(jī)動(dòng)車輛等，其傳播途徑為剛性固體材料。聲波干擾的直接來源是空氣中的噪聲，包括樓內(nèi)外的運(yùn)行設(shè)施噪聲、人員的講話及樓外機(jī)動(dòng)車輛的噪聲，其傳播途徑為空氣。電磁干擾的直接來源是環(huán)境中的電磁輻射，包括樓梯內(nèi)外的高壓機(jī)房、各類變壓器、電源線路以及其它電器設(shè)備，其傳播途徑。需要采取一定的措施進(jìn)行隔離，以減小這些干擾對聲學(xué)傳感器自噪聲測量結(jié)果的影響?？垢蓴_屏蔽裝置是聲學(xué)傳感器自噪聲測量系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行的基本條件。目前國內(nèi)仍不具備小型聲學(xué)傳感器的自噪聲測量條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種用于聲學(xué)傳感器自噪聲測量的干擾屏蔽裝置，為聲學(xué)傳感器自噪聲測量提供良好的環(huán)境條件。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。這種用于聲學(xué)傳感器自噪聲測量的干擾屏蔽裝置，包含基體平臺(tái)、金屬箱體、真空筒和抽真空系統(tǒng)，金屬箱體放置在基體平臺(tái)上方，真空筒放置金屬箱體內(nèi)部，被測的聲學(xué)傳感器設(shè)置在真空筒內(nèi)部，懸掛在真空筒上蓋的下端，被測的聲學(xué)傳感器通過電連接器和電纜與噪聲采集系統(tǒng)連接；抽真空系統(tǒng)位于金屬箱體的外部，抽真空系統(tǒng)與真空筒之間通過柔性氣管連接，柔性氣管穿過金屬箱體的箱壁，真空筒內(nèi)為高真空狀態(tài)。

所述的基體平臺(tái)和金屬箱體構(gòu)成的裝置重量至少大于1噸，自身諧振頻率＜2hz；基體平臺(tái)整體呈柱體狀，共包含上中下三部分，上下兩部分為金屬材質(zhì)的基體層，中間部分為柔性阻尼材料層。

所述的金屬箱體具有吸聲功能，金屬箱體整體呈柱體狀，其下端面和基體平臺(tái)的上表面構(gòu)成有效的平面接觸，金屬箱體的箱壁有一定厚度，箱壁的金屬外層采用高密度的金屬材質(zhì)包覆，作為反聲層，能有效反射外部的聲波；箱壁的內(nèi)層以及箱壁中間層為吸聲層，填充有多種吸聲材料，能有效吸收經(jīng)過箱壁外層透射入內(nèi)的聲波；金屬箱體上開有通孔，用于將電纜和柔性氣管引入金屬箱體內(nèi)。

所述的金屬箱體的金屬外層和真空筒都采用金屬材質(zhì)，并分別進(jìn)行電學(xué)連接實(shí)現(xiàn)等電位，并采用金屬網(wǎng)包覆縫隙，實(shí)現(xiàn)雙層電磁屏蔽。

所述的柔性氣管與真空筒的連接處設(shè)有轉(zhuǎn)接管，在抽真空的連接管路上設(shè)置有真空表和真空閥門。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明中的屏蔽裝置就用于隔離屏蔽環(huán)境中的多種干擾，對振動(dòng)干擾、聲波干擾和電磁波干擾有著顯著的屏蔽效果，能有效用于聲學(xué)傳感器自噪聲測量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記1為基體平臺(tái)；標(biāo)記2為裝填在基體平臺(tái)內(nèi)部的柔性阻尼材料層；標(biāo)記3為金屬箱體；標(biāo)記4為金屬箱體的金屬外層；標(biāo)記5為金屬箱體的箱壁中間層；標(biāo)記6為真空筒，標(biāo)記7為被測的聲學(xué)傳感器；標(biāo)記8為電連接器；標(biāo)記9為電纜，用于連接被測聲學(xué)傳感器與噪聲采集系統(tǒng)；標(biāo)記10為金屬箱體的箱壁上的通孔，用于電纜9和氣管11的引入；標(biāo)記11為用于連接真空筒與抽真空系統(tǒng)的柔性氣管；標(biāo)記12為用于連接真空筒與柔性氣管的轉(zhuǎn)接管；標(biāo)記13為真空表，用于監(jiān)測真空筒內(nèi)的真空度；標(biāo)記14為真空閥門。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的介紹：

如圖1所示，這種用于聲學(xué)傳感器自噪聲測量的干擾屏蔽裝置，包含基體平臺(tái)1、金屬箱體3、真空筒6和抽真空系統(tǒng)，同時(shí)具備振動(dòng)屏蔽、聲波屏蔽及電磁屏蔽的功能?；w平臺(tái)1放置在地面，金屬箱體3放置在基體平臺(tái)1上方，真空筒6放置金屬箱體3內(nèi)部，被測的聲學(xué)傳感器7設(shè)置在真空筒6內(nèi)部，懸掛在真空筒6上蓋的下端，被測的聲學(xué)傳感器7通過電連接器8和電纜9與噪聲采集系統(tǒng)連接；抽真空系統(tǒng)位于金屬箱體3的外部，抽真空系統(tǒng)與真空筒6之間通過柔性氣管11連接，柔性氣管11穿過金屬箱體3的箱壁，真空筒6內(nèi)為高真空狀態(tài)。所述的柔性氣管11與真空筒6的連接處設(shè)有轉(zhuǎn)接管12，在抽真空的連接管路上設(shè)置有真空表13和真空閥門14。本發(fā)明的主要目的是減小測量環(huán)境干擾對聲學(xué)傳感器的自噪聲測量結(jié)果的影響，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)屏蔽、聲波屏蔽、電磁干擾屏蔽功能，獲得一個(gè)良好的測量環(huán)境條件。

對聲學(xué)傳感器自噪聲測量有影響的環(huán)境干擾主要包含振動(dòng)干擾、聲波干擾和電磁波干擾，因此分別從這三方面進(jìn)行抗干擾屏蔽設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)屏蔽干擾的有效方法主要是改變干擾傳播的途徑。

振動(dòng)屏蔽的措施為同時(shí)通過提高重量和添加柔性阻尼材料兩種方式提高裝置的振動(dòng)屏蔽效果。具體措施一是提高基體平臺(tái)1和金屬箱體3的重量，使得裝置總重＞1噸，自身諧振頻率＜2hz。具體措施二是采用帶有阻尼設(shè)計(jì)的平臺(tái)作為整個(gè)屏蔽裝置的基體，基體平臺(tái)1的重量很大，這樣其自身固有諧振頻率就很低，高頻振動(dòng)的干擾效果就小。因?yàn)檎駝?dòng)傳播需要一定的剛性介質(zhì)，采用柔性阻尼設(shè)計(jì)能有效阻斷振動(dòng)傳播?；w平臺(tái)1整體呈柱體狀，例如圓柱體或者長方體，上下表面是平整的，且位于水平方向，適合于金屬箱體3的放置。基體平臺(tái)1共包含上中下三部分，上下兩部分為金屬材質(zhì)的基體層，中間部分為柔性阻尼材料層2?；w平臺(tái)可以直接放置或者通過支撐腳放置在地面上。

聲波屏蔽的措施為同時(shí)采用改變聲波傳播阻抗和去除傳播介質(zhì)兩種方式來提高聲波屏蔽效果，改變聲波傳播阻抗是基于聲波反射材料、吸收材料實(shí)現(xiàn)的，去除傳播介質(zhì)是基于抽真空處理實(shí)現(xiàn)的。具體措施之一是采用具有吸聲功能的金屬箱體3。金屬箱體3整體呈柱體狀，例如圓柱體或者長方體，下端面一般是平整的，能夠與基體平臺(tái)的上表面有效接觸。金屬箱體3的箱壁有一定厚度，箱壁的金屬外層4采用高密度的金屬材質(zhì)包覆，作為反聲層，能有效反射外部的聲波。箱壁的內(nèi)層以及箱壁中間層5為吸聲層，填充有多種吸聲材料，能有效吸收經(jīng)過箱壁外層透射入內(nèi)的聲波。在金屬箱體的側(cè)壁或者頂部有開通孔10，主要用于被測聲學(xué)傳感器和自噪聲測量系統(tǒng)之間的連接電纜9、真空筒與抽真空系統(tǒng)之間的柔性氣管11以及其它線纜引入靜音室內(nèi)，對開孔采用密封性能好的密封材料進(jìn)行密封，以保證墻體的吸聲效果不會(huì)因?yàn)榭紫兜鹊皆蚨档?。聲波屏蔽的另一?xiàng)具體措施為使得真空筒內(nèi)為高真空狀態(tài)，因?yàn)槁暡ㄔ诳諝庵械膫鞑バ枰钥諝鉃槊浇?，為進(jìn)一步達(dá)到聲波隔離的目的，對真空筒內(nèi)的空氣進(jìn)行抽真空處理就能達(dá)到效果。真空筒為柱體，例如圓柱體或者長方體，能承受較強(qiáng)的外壓。真空筒包含上蓋、筒壁和下蓋三部分，都需滿足一定的厚度要求，且三者之間采用氣密連接。真空筒上蓋裝有電連接器、電纜、轉(zhuǎn)接管和柔性氣管。電連接器必須是氣密型。電連接器與真空筒上蓋之間的連接采用氣密設(shè)計(jì)，而電纜和電連接器之間的連接無需氣密設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)接管與真空筒上蓋、柔性氣管與轉(zhuǎn)接管之間的連接同樣采用氣密設(shè)計(jì)。電連接器和電纜用于被測聲學(xué)傳感器與噪聲采集系統(tǒng)的連接。轉(zhuǎn)接管和柔性氣管用于真空筒和抽真空系統(tǒng)之間的連接。

電磁屏蔽的共采取兩項(xiàng)措施。具體措施一為金屬箱體3的金屬外層4和真空筒6都采用金屬材質(zhì)，并分別進(jìn)行電學(xué)連接。其中箱體外壁采用普通鋼材質(zhì)，真空筒采用不銹鋼材質(zhì)，且真空筒外壁鍍銅處理。在金屬箱體的所有外壁上有縫隙的地方采用電磁屏蔽柔性材料進(jìn)行包覆，使得整個(gè)箱體的金屬外層形成一個(gè)完整的金屬屏蔽腔體。而對真空筒的筒壁采用同樣的處理，那么位于在真空筒內(nèi)部的聲學(xué)傳感器就有雙層電磁屏蔽腔體的保護(hù)隔離，既能抵擋工頻電磁場的干擾，也能屏蔽高頻電磁輻射。

實(shí)施例：

首先將基體平臺(tái)1放置在地面上，地面承重能力≥2噸每平方米。本發(fā)明的實(shí)施案例基體平臺(tái)整體呈長方體，基體平臺(tái)內(nèi)的柔性阻尼材料2采用多層實(shí)心復(fù)合橡膠，按比例添加了纖維、石墨等物質(zhì)合成。平臺(tái)1的下表面采用四個(gè)支撐腿放置在地面上，調(diào)整基體平臺(tái)1的支撐腿，使其上表面處于水平狀態(tài)。本發(fā)明的實(shí)施案例基體平臺(tái)1的長寬高尺寸分別為1.6米、1.2米和0.6米，得到其固有頻率約為2hz～3hz，且基體平臺(tái)1上表面的振動(dòng)幅度＜1μm，平臺(tái)總重量600kg。

本發(fā)明的實(shí)施案例金屬箱體3的下端面放置在基體平臺(tái)1的上表面，金屬箱體3整體呈立方體，長寬高尺寸分別為1.6米、1.2米和1.2米。金屬箱體3的箱壁中間層5采用空氣消聲材料構(gòu)成復(fù)合層輕結(jié)構(gòu)，厚度為200mm。金屬箱體3的一個(gè)側(cè)面帶有一道隔聲門，寬度和高度分別為800mm和800㎜，隔聲門采用鋼質(zhì)隔聲門，單扇轉(zhuǎn)動(dòng)式，隔聲門門框在與墻體連接處采用避震器處理，起到密封隔震的效果，防止聲音通過門框與墻體的孔隙等薄弱環(huán)節(jié)串入室內(nèi)。采用避震器進(jìn)行阻尼處理后，有效抑制門頁收到聲波入射時(shí)引起的振動(dòng)，明顯改善低頻隔聲效果，使其隔聲頻率范圍明顯增大。金屬箱體3的另外一個(gè)側(cè)壁帶有通孔10，電纜9和柔性氣管11貫穿其中，在孔隙中填有吸聲橡膠。金屬箱體內(nèi)安裝照明用節(jié)能燈，以保證室內(nèi)照明。金屬箱體3的金屬外層4采用電磁屏蔽橡膠材料進(jìn)行全封閉電連通，所有的管路都采用電磁屏蔽網(wǎng)進(jìn)行包裹，實(shí)現(xiàn)屏蔽功能。本發(fā)明的實(shí)施案例金屬箱體總重量為600kg。

本發(fā)明的實(shí)施案例真空筒6為圓柱體，外直徑300mm，高度300mm，壁厚2cm。真空筒6通過金屬箱體3的隔聲門放置在箱體內(nèi)部的底面上，其上下蓋與桶壁的之間采用o型密封圈進(jìn)行氣密件。真空筒6的上蓋安裝的電連接器8選用美國subconn公司產(chǎn)的微小圓形兩芯連接器，轉(zhuǎn)接管12和柔性氣管11選用德國世偉洛克產(chǎn)品。為了獲得真空，首先保證柔性氣管的閥門14處于打開狀態(tài)，運(yùn)行抽真空系統(tǒng)20分鐘，再關(guān)閉閥門14，最后關(guān)閉真空泵，觀察真空表13的真空度值，數(shù)值良好且穩(wěn)定不變則滿足要求。經(jīng)觀察，該真空筒3能穩(wěn)定保持＜1kpa的真空度。

經(jīng)過測試，本發(fā)明的實(shí)施案例具備良好的屏蔽效果，裝置低頻諧振＜2hz，地面與真空筒內(nèi)之間的振動(dòng)屏蔽效果＞20db，金屬箱體外部與金屬桶內(nèi)部之間的聲波屏蔽效果＞40db，電磁屏蔽效果＞60db。

可以理解的是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案及發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。