一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置制造方法
【專利摘要】一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，包括薄膜、陣列安裝座、陣列板、麥克風(fēng)、麥克風(fēng)信號線、密封蓋、信號線接插頭，其中陣列板上麥克風(fēng)的布置呈外疏內(nèi)密的組合型對數(shù)螺旋分布，外環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成外環(huán)陣列，內(nèi)環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成內(nèi)環(huán)陣列。內(nèi)環(huán)陣列麥克風(fēng)數(shù)目為91，呈對數(shù)螺旋分布，口徑為0.45m；外環(huán)陣列單元數(shù)目同樣為91，呈對數(shù)螺旋分布，口徑為1.7m。外環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成外環(huán)陣列，針對低頻噪聲測量；內(nèi)環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成內(nèi)環(huán)陣列，針對高頻噪聲測量，兩相組合拓寬了測量頻率范圍，從而實現(xiàn)寬頻域機(jī)體氣動噪聲測量。
【專利說明】一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對數(shù)螺旋陣列裝置，特別是一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]利用麥克風(fēng)相陣列測量技術(shù)在風(fēng)洞中開展民用飛機(jī)氣動噪聲研究在國內(nèi)受到越來越多的關(guān)注，而不同的試驗?zāi)Ｐ蛯﹃嚵行阅苡胁煌囊?。民用飛機(jī)機(jī)體氣動噪聲是典型的寬頻噪聲，主要集中于50Hz-6kHz頻率范圍，而民機(jī)飛機(jī)機(jī)體部件大大超過一般風(fēng)洞尺寸，必須在縮比模型上開展風(fēng)洞試驗，機(jī)翼模型縮比通常為1:6至1:10，起落架模型縮比通常為1:1至1: 4，這使得民機(jī)機(jī)體氣動噪聲風(fēng)洞試驗的噪聲頻率范圍達(dá)到50Hz-60kHz。在風(fēng)洞中開展民機(jī)機(jī)體氣動噪聲測量，必須建立一套能滿足其超寬頻域噪聲識別的陣列測量系統(tǒng)，而這要求陣列在超大頻率范圍內(nèi)保持良好的性能。
[0003]為滿足低頻下分辨率的要求，需要將陣列尺寸做得很大，而要滿足高頻下旁瓣抑制水平的要求，需要將陣列單元布置得很密，對于高頻與低頻相差20倍以上的超大頻率范圍，陣列將變得很大而且很密，這將導(dǎo)致陣列成本急劇上升甚至無法接受。另一方面，低頻下的旁瓣抑制水平比之高頻更優(yōu)，高頻下的分辨率比之低頻更優(yōu)，如此大而密的陣列，低頻下的旁瓣抑制水平和高頻下的分辨率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了要求，這無疑也是一種浪費。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，通過陣列板上外疏內(nèi)密的組合型對數(shù)螺旋麥克風(fēng)布置，實現(xiàn)寬頻域機(jī)體氣動噪聲測量。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，包括薄膜、陣列安裝框架、陣列板、麥克風(fēng)、麥克風(fēng)信號線、密封蓋和信號線接插頭；
[0007]薄膜緊繃在陣列安裝框架的底部，陣列安裝框架嵌入在風(fēng)洞洞壁上且裝有薄膜的一端朝向風(fēng)洞的內(nèi)部，薄膜與風(fēng)洞內(nèi)壁齊平，陣列板安裝在陣列安裝框架上，陣列板和薄膜之間形成空腔，陣列板上有多個通孔，每個通孔上均安裝有麥克風(fēng)，且麥克風(fēng)的頭部置于所述陣列板和薄膜之間形成的空腔內(nèi)，密封蓋與陣列安裝框架固定連接，麥克風(fēng)信號線一端連接在麥克風(fēng)的尾部，另一端連接到信號線接插頭，信號線接插頭穿出密封蓋與外部連接。
[0008]密封蓋與陣列板之間形成的空腔內(nèi)的壓力、陣列板和薄膜之間形成空腔內(nèi)的壓力均與風(fēng)洞內(nèi)部的靜壓相等。
[0009]陣列板上的通孔分布具體為:
[0010]以陣列板的中心為通孔分布的中心，圍繞該中心，通孔分布成外環(huán)陣列和內(nèi)環(huán)陣列，外環(huán)陣列和內(nèi)環(huán)陣列均呈多臂對數(shù)螺旋線狀分布，內(nèi)環(huán)陣列的通孔分布密度大于外環(huán)陣列的通孔分布密度。[0011 ] 所述多臂對數(shù)螺旋線狀分布包括七條旋臂。
[0012]內(nèi)環(huán)陣列與外環(huán)陣列的通孔數(shù)目均為91個，內(nèi)環(huán)陣列的口徑為0.45m，外環(huán)陣列的口徑為1.7m。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0014]本實用新型通過在陣列板上按照外疏內(nèi)密的組合型對數(shù)螺旋的方式布置麥克風(fēng)，外環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成外環(huán)陣列，針對低頻噪聲測量；內(nèi)環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成內(nèi)環(huán)陣列，針對高頻噪聲測量，兩相組合拓寬了測量頻率范圍，從而實現(xiàn)寬頻域機(jī)體氣動噪聲測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型對數(shù)螺旋陣列裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為本實用新型陣列裝置的麥克風(fēng)布置圖；
[0017]圖3為本實用新型陣列裝置的旁瓣抑制水平曲線圖；
[0018]圖4為本實用新型陣列裝置的分辨率曲線圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型提供了一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，包括薄膜1、陣列安裝框架2、陣列板3、麥克風(fēng)4、麥克風(fēng)信號線5、密封蓋6和信號線接插頭7 ;
[0020]薄膜I緊繃在陣列安裝框架2的底部，陣列安裝框架2嵌入在風(fēng)洞洞壁上且裝有薄膜I的一端朝向風(fēng)洞的內(nèi)部，薄膜I與風(fēng)洞內(nèi)壁齊平，陣列板3安裝在陣列安裝框架2上，陣列板3和薄膜I之間形成空腔，陣列板3上有多個通孔，每個通孔上均安裝有麥克風(fēng)4，且麥克風(fēng)4的頭部置于所述陣列板3和薄膜I之間形成的空腔內(nèi)，密封蓋6與陣列安裝框架2固定連接，麥克風(fēng)信號線5 —端連接在麥克風(fēng)4的尾部，另一端連接到信號線接插頭7，信號線接插頭7穿出密封蓋6與外部連接。密封蓋6與陣列板3之間形成的空腔內(nèi)的壓力、陣列板3和薄膜I之間形成空腔內(nèi)的壓力均與風(fēng)洞內(nèi)部的靜壓相等。
[0021]如圖2所示，陣列板3上的通孔(即麥克風(fēng))分布具體為:以陣列板3的中心為通孔(麥克風(fēng))分布的中心，圍繞該中心，通孔分布成外環(huán)陣列和內(nèi)環(huán)陣列，外環(huán)陣列和內(nèi)環(huán)陣列均呈多臂對數(shù)螺旋線狀分布，內(nèi)環(huán)陣列的通孔分布密度大于外環(huán)陣列的通孔分布密度，多臂對數(shù)螺旋線狀分布包括七條旋臂。
[0022]內(nèi)環(huán)陣列麥克風(fēng)數(shù)目(即通孔數(shù)據(jù)，每個通孔對應(yīng)一個麥克風(fēng))為91，呈對數(shù)螺旋分布，內(nèi)環(huán)陣列的口徑為0.45m ;外環(huán)陣列單元數(shù)目同樣為91，呈對數(shù)螺旋分布，外環(huán)陣列口徑為1.7m。圖3和圖4分別描述了本實用新型的陣列的旁瓣抑制水平曲線圖和分辨率曲線圖，圖3和圖4中的曲線I為內(nèi)環(huán)陣列，曲線2為外環(huán)陣列，橫坐標(biāo)均為頻率，單位為kHz，圖3中縱坐標(biāo)為旁瓣抑制水平，單位為dB，圖4中縱坐標(biāo)為分辨率，單位為m。按照分辨率優(yōu)于0.2m、旁瓣抑制水平優(yōu)于14dB的要求，外環(huán)陣列的分析頻率范圍為1.6kHz-6.0kHz,內(nèi)環(huán)陣列的分析頻率范圍為5.6kHz-24kHz，組合起來分析頻率范圍達(dá)到1.6kHz-24kHz。
[0023]本實用新型的工作原理:為滿足低頻下分辨率的要求，需要將陣列口徑做得很大，而要滿足高頻下旁瓣抑制水平的要求，需要將陣列麥克風(fēng)布置得很密。對于外疏內(nèi)密的麥克風(fēng)布置，外環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成口徑大而分布疏的陣列，適用于低頻噪聲測量，而內(nèi)環(huán)麥克風(fēng)構(gòu)成分布密而口徑小的陣列，適用于高頻噪聲測量，兩相結(jié)合能拓寬了測量頻率范圍，從而實現(xiàn)寬頻域機(jī)體氣動噪聲測量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，其特征在于:包括薄膜(I)、陣列安裝框架(2)、陣列板(3)、麥克風(fēng)(4)、麥克風(fēng)信號線(5)、密封蓋(6)和信號線接插頭(7); 薄膜(I)緊繃在陣列安裝框架(2 )的底部，陣列安裝框架(2 )嵌入在風(fēng)洞洞壁上且裝有薄膜(I)的一端朝向風(fēng)洞的內(nèi)部，薄膜(I)與風(fēng)洞內(nèi)壁齊平，陣列板(3)安裝在陣列安裝框架(2)上，陣列板(3)和薄膜(I)之間形成空腔，陣列板(3)上有多個通孔，每個通孔上均安裝有麥克風(fēng)(4)，且麥克風(fēng)(4)的頭部置于所述陣列板(3)和薄膜(I)之間形成的空腔內(nèi)，密封蓋(6)與陣列安裝框架(2)固定連接，麥克風(fēng)信號線(5) —端連接在麥克風(fēng)(4)的尾部，另一端連接到信號線接插頭(7)，信號線接插頭(7)穿出密封蓋(6)與外部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，其特征在于:密封蓋(6)與陣列板(3)之間形成的空腔內(nèi)的壓力、陣列板(3)和薄膜(I)之間形成空腔內(nèi)的壓力均與風(fēng)洞內(nèi)部的靜壓相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，其特征在于:陣列板(3)上的通孔分布具體為: 以陣列板(3)的中心為通孔分布的中心，圍繞該中心，通孔分布成外環(huán)陣列和內(nèi)環(huán)陣列，外環(huán)陣列和內(nèi)環(huán)陣列均呈多臂對數(shù)螺旋線狀分布，內(nèi)環(huán)陣列的通孔分布密度大于外環(huán)陣列的通孔分布密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，其特征在于:所述多臂對數(shù)螺旋線狀分布包括七條旋臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種用于測量寬頻域機(jī)體氣動噪聲的對數(shù)螺旋陣列裝置，其特征在于:內(nèi)環(huán)陣列與外環(huán)陣列的通孔數(shù)目均為91個，內(nèi)環(huán)陣列的口徑為0.45m，外環(huán)陣列的口徑為1.7m。
【文檔編號】G01H11/06GK203595549SQ201320591433
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】周家檢, 郝璇, 陳大斌, 張衛(wèi)民 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院