RU2795944C1 - Horn phased electro-acoustic transducer - Google Patents
Horn phased electro-acoustic transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795944C1 RU2795944C1 RU2022103303A RU2022103303A RU2795944C1 RU 2795944 C1 RU2795944 C1 RU 2795944C1 RU 2022103303 A RU2022103303 A RU 2022103303A RU 2022103303 A RU2022103303 A RU 2022103303A RU 2795944 C1 RU2795944 C1 RU 2795944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- flat
- horn
- vibrations
- piezoceramic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электроакустическим преобразователям работающих в диапазоне звуковых и ультразвуковых акустических волн. Разработан для применения в фазированных решетках акустических оповещателей дальнего действия с круговой диаграммой направленности, высоким КПД, продолжительной длительностью непрерывной работы, увеличенным количеством условных акустических сигналов.The present invention relates to electro-acoustic transducers operating in the range of sound and ultrasonic acoustic waves. Designed for use in phased arrays of long-range acoustic annunciators with a circular pattern, high efficiency, long duration of continuous operation, an increased number of conditional acoustic signals.
Известны звуковые оповещатели с круговой диаграммой направленности широко применяемых в качестве звуковых сирен для подачи тревожных сигналов в МЧС и МО РФ. Но они имеют низкий КПД и повышенное потребление электроэнергии. Из -за инерционности в наборе оборотов двигателя и его торможения сирена не -способна подавать более трех условных сигналов.Sound annunciators with a circular pattern are widely used as sound sirens for giving alarm signals to the Ministry of Emergency Situations and the Ministry of Defense of the Russian Federation. But they have low efficiency and increased power consumption. Due to the inertia in the set of engine revolutions and its braking, the siren is not able to give more than three conditional signals.
Широко применяемые на транспорте, электродинамические сирены обладают более высоким КПД и большим количеством условных акустических сигналов, но при длительной работе склонны к отказам.Widely used in transport, electrodynamic sirens have a higher efficiency and a large number of conditional acoustic signals, but they are prone to failures during long-term operation.
Наиболее высокими КПД и небольшим потреблением электроэнергии отличаются электроакустические преобразователи на основе пьезокерамики, применяемые в акустических оповещателях различного назначения. Однако они имеют узкую диаграмму направленности.The highest efficiency and low power consumption are distinguished by electro-acoustic transducers based on piezoceramics used in acoustic annunciators for various purposes. However, they have a narrow radiation pattern.
Задачей изобретения является создание электроакустического преобразователя, на основе пьезокерамики, с высоким КПД, круговой тороидальной диаграммой направленности, повышенным количеством подаваемых условных акустических сигналов, в том числе подаваемых с помощью азбуки Морзе. Конструкция электроакустического преобразователя должна обеспечивать его применение в акустических оповещателей дальнего действия.The objective of the invention is to create an electro-acoustic transducer, based on piezoceramics, with high efficiency, circular toroidal radiation pattern, increased number of conditional acoustic signals supplied, including those supplied using Morse code. The design of the electro-acoustic transducer should ensure its use in long-range acoustic annunciators.
Близким по принципу работы к заявленному изобретению является электроакустический преобразователь описанный в патенте на изобретение PU №2647509 в котором применен акустический отражательный экран, частично закрывающий мембрану излучающую акустические колебания, что увеличивает звуковое давление на выходе электроакустического преобразователя и улучшает КПД. Однако диаграмма направленности, не превышает 80 градесов.Close in principle to the claimed invention is an electro-acoustic transducer described in the patent for invention PU No. 2647509, in which an acoustic reflective screen is used, partially covering the membrane emitting acoustic vibrations, which increases the sound pressure at the output of the electro-acoustic transducer and improves efficiency. However, the radiation pattern does not exceed 80 degrees.
Наиболее близким по техническим характеристикам является электроакустический преобразователь описанный в патенте на изобретение РU №2716287 в котором, для повышения КПД, акустический отражательный экран полностью закрывает мембрану излучающую акустические колебания. Но, это сузило диаграмму направленности. Однако учитывая, что электроакустические преобразователи такой конструкции имеют наилучшие технические характеристики, было решено на их основании разработать электроакустический преобразователь с круговой тороидальной диаграммой направленности. С этой целью, вместо акустического отражательного экрана применен акустический отражающий волновод, радиус которого должен быть больше длинны волны применяемых акустических колебаний. При таких условиях акустическая волна, согласованная с воздушной средой, от центра акустического отражающего волновода, равномерно распространяется к его периферии, что дает возможность направить ее в рупор, имеющий круговую диаграмму направленности, состоящий из двух усеченных конусов. На поверхностях усеченных конусов, соединенных между собой держателями, закреплены два, встречно направленных, электроакустических преобразователя, разделенных акустическим отражающим волноводом. Во внутренних полостях усеченных конусов, закрытых крышками, можно установить необходимую аппаратуру. При полевых испытаниях, было получено акустическое давление не менее 125 дб. на метр при тороидальной диаграмме направленности изображаемой в разрезе на ФИГ - 3.The closest in terms of technical characteristics is the electro-acoustic transducer described in the patent for the invention RU No. 2716287 in which, to increase the efficiency, the acoustic reflective screen completely covers the membrane emitting acoustic vibrations. But, it narrowed the radiation pattern. However, taking into account that electroacoustic transducers of this design have the best technical characteristics, it was decided to develop an electroacoustic transducer with a circular toroidal directivity pattern based on them. For this purpose, instead of an acoustic reflective screen, an acoustic reflective waveguide is used, the radius of which should be greater than the wavelength of the applied acoustic vibrations. Under such conditions, an acoustic wave, consistent with the air environment, from the center of the acoustic reflective waveguide, evenly propagates to its periphery, which makes it possible to direct it into a horn having a circular pattern, consisting of two truncated cones. On the surfaces of truncated cones, interconnected by holders, two oppositely directed electroacoustic transducers are fixed, separated by an acoustic reflective waveguide. In the internal cavities of truncated cones, closed with covers, you can install the necessary equipment. During field tests, an acoustic pressure of at least 125 dB was obtained. per meter with a toroidal radiation pattern shown in the section in FIG - 3.
Для сужения диаграммы направленности и увеличения дальности действия, применяется составная фазированная решетка, состоящая из необходимого количества фазированных электроакустических преобразователей ФИГ - 2.To narrow the radiation pattern and increase the range, a composite phased array is used, consisting of the required number of phased electro-acoustic transducers FIG - 2.
Для улучшения наглядности при изучении принципа работы устройства узлы крепления элементов кругового рупора на рисунках, не обозначены.To improve clarity when studying the principle of operation of the device, the attachment points of the elements of the circular horn in the figures are not indicated.
КОНСТРУКЦИЯ РУПОРНОГО ФАЗИРОВАННОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ,DESIGN OF A HORN PHASED ACOUSTIC TRANSDUCER,
На ФИГ - 1 изображена конструкция рупорного фазированного электроакустического преобразователя, состоящего из двух усеченных конусов 1, образующих круговой рупор. На вершинах конусов установлены встречно направленные электроакустические преобразователи 2 разделенные, с зазором, общим акустическим отражающим волноводом 3. Электроакустические преобразователи состоят из плоского кольцевого корпуса, на котором закреплена мембрана 4, имеющая плоскую и центральную выпуклую часть, в основании которой закреплен биморфный пьезоблок 5 с двумя пьезокерамическими дисками 6 соединенными с электропроводниками 7 для синфазного возбуждения биморфных пьезоблоков.FIG - 1 shows the design of a horn phased electro-acoustic transducer, consisting of two truncated
ПРИНЦИП РАБОТЫ РУПОРНОГО ФАЗИРОВАННОГО АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.OPERATING PRINCIPLE OF HORN PHASED ACOUSTIC TRANSDUCER.
При подаче резонансных электрических колебаний по электропроводникам 7 к пьезокерамическим дискам 6, в биморфных пьезоблоках 5 возбуждаются механические колебания, поступающие на мембраны 4, возбуждающие акустические колебания, которые с помощью акустического отражающего волновода 3 согласуются с воздушной средой и направляются в круговой рупор 1, где синфазно складываются, увеличивая акустическое давление на его выходе, формируя круговую тороидальную диаграмму направленности.When applying resonant electrical vibrations through the
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2795944C1 true RU2795944C1 (en) | 2023-05-15 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1510260A (en) * | 1966-01-03 | 1968-01-19 | Advanced speakers | |
US5253301A (en) * | 1989-03-31 | 1993-10-12 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Nondirectional acoustic generator and speaker system |
US5802196A (en) * | 1995-12-14 | 1998-09-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Speaker for radiating sound waves in all directions relative to a speaker supporting surface |
WO2009120467A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Bose Corporation | Acoustic passive radiating |
US8422713B2 (en) * | 2006-01-03 | 2013-04-16 | J. Craig Oxford | Spherically housed loudspeaker system |
WO2017057876A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | An loudspeaker comprising a horn and a method for creating uniform sound using loudspeaker |
US9774935B2 (en) * | 2015-09-01 | 2017-09-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Speaker device |
RU2664667C2 (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-21 | Владимир Борисович Комиссаренко | Electro-acoustic transducer with damping of radiating membrane |
CN109348381A (en) * | 2018-11-22 | 2019-02-15 | 深圳市美妙之音科技有限公司 | A kind of 360 degree of modulated air steam loudspeakers of horizontal proliferation formula |
RU2716287C1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-03-11 | Владимир Борисович Комиссаренко | Electroacoustic transducer |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1510260A (en) * | 1966-01-03 | 1968-01-19 | Advanced speakers | |
US5253301A (en) * | 1989-03-31 | 1993-10-12 | Kabushiki Kaisha Kenwood | Nondirectional acoustic generator and speaker system |
US5802196A (en) * | 1995-12-14 | 1998-09-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Speaker for radiating sound waves in all directions relative to a speaker supporting surface |
US8422713B2 (en) * | 2006-01-03 | 2013-04-16 | J. Craig Oxford | Spherically housed loudspeaker system |
WO2009120467A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Bose Corporation | Acoustic passive radiating |
US9774935B2 (en) * | 2015-09-01 | 2017-09-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Speaker device |
WO2017057876A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | An loudspeaker comprising a horn and a method for creating uniform sound using loudspeaker |
RU2664667C2 (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-21 | Владимир Борисович Комиссаренко | Electro-acoustic transducer with damping of radiating membrane |
CN109348381A (en) * | 2018-11-22 | 2019-02-15 | 深圳市美妙之音科技有限公司 | A kind of 360 degree of modulated air steam loudspeakers of horizontal proliferation formula |
RU2716287C1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-03-11 | Владимир Борисович Комиссаренко | Electroacoustic transducer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5196755A (en) | Piezoelectric panel speaker | |
US3849679A (en) | Electroacoustic transducer with controlled beam pattern | |
CN103841499A (en) | Prestressed stacked piezoelectric round tube transducer | |
JP2010521650A (en) | Transducer array placement and operation for soda applications | |
US20080212807A1 (en) | Micromachined Acoustic Transducers | |
US20110255375A1 (en) | Acoustic wave transducer and sonar antenna with improved directivity | |
RU2795944C1 (en) | Horn phased electro-acoustic transducer | |
US2837728A (en) | Means to alter the directivity pattern of energy translating devices | |
US3302163A (en) | Broad band acoustic transducer | |
KR100517059B1 (en) | Transducer for underwater high-power use | |
JPS61264995A (en) | Parametric speaker | |
US11950589B2 (en) | Bat deterrent ultrasonic transducer for wind turbine applications | |
AU2009283312B2 (en) | An acoustic transducer for swath beams | |
US4450542A (en) | Multiple beam lens transducer for sonar systems | |
Jones et al. | A broadband omnidirectional barrel-stave flextensional transducer | |
RU2647509C1 (en) | Electroacoustical transducer | |
US3421137A (en) | Echo repeater and/or target simulator | |
JPH0134000B2 (en) | ||
KR101137792B1 (en) | Segment Type Underwater Transducer for Vessel SONAR Decoy | |
KR101823778B1 (en) | Piezoelectric single crystal ring type piezoelectric body and ring type transducer using the same | |
US3391385A (en) | Electromechanical transducer | |
KR20010092834A (en) | Sonic piezoelectric ceramic transducer | |
RU2716287C1 (en) | Electroacoustic transducer | |
JP7376376B2 (en) | sonic controller | |
Vinogradov et al. | Nonlinear generation of airborne sound by waves of ultrasonic frequencies |