本實(shí)用新型涉及燃燒室的消音器技術(shù)，特別是一種消音器消音特性測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃燒振蕩是燃?xì)廨啓C(jī)低污染燃燒技術(shù)中不可回避的問題，燃燒振蕩會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的壓力波動(dòng)、流動(dòng)和燃燒不穩(wěn)定性，引起燃燒室固體振動(dòng)，導(dǎo)致熱周疲勞和燃燒室損壞。因此解決燃燒振蕩問題是低污染燃燒室開發(fā)中的一個(gè)重要工作。常用的方法有主動(dòng)控制和被動(dòng)控制兩種。其中被動(dòng)控制通過加裝消聲器，增加聲能的耗散，削弱燃燒振蕩的強(qiáng)度或者避免燃燒振蕩的發(fā)生。因?yàn)闆]有旋轉(zhuǎn)部件，性能可靠，在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。消聲器包括亥姆霍茲共振器、1/4波長管以及聲襯等。亥姆霍茲共振器和1/4波長管一般用來吸收窄帶、中頻的壓力波動(dòng)。聲襯則可以吸收寬帶、高頻信號(hào)，結(jié)構(gòu)節(jié)湊，在燃機(jī)燃燒室中更為常見。消音結(jié)構(gòu)一般包括喉部（或者多孔板）和共振腔。燃機(jī)燃燒室應(yīng)用條件下，一般需要在空腔中通入低溫空氣，從喉部（或者多孔板上）的小孔內(nèi)進(jìn)入燃燒室。這種設(shè)計(jì)一方面可以冷卻消音器，另一方面可以改善消音器消聲效果。

開發(fā)一種新的燃燒室，選擇合適的消音器，對(duì)消除或削弱燃燒振蕩強(qiáng)度有重要意義。高效消音器，對(duì)安裝位置、喉部結(jié)構(gòu)或多孔板中的小孔的形狀和布局、低溫空氣流量等都有要求。需要借助一定的測(cè)試手段，研究其消聲效果，改進(jìn)結(jié)構(gòu)從而找到最佳的結(jié)構(gòu)和布置方案。因此設(shè)計(jì)一種測(cè)試消音效果的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室及其它相關(guān)有消音需求的設(shè)備的研發(fā)有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種消音器消音特性測(cè)試系統(tǒng)，利用該測(cè)試系統(tǒng)可以研究消音器結(jié)構(gòu)、冷空氣流速和冷空氣溫度等對(duì)消音效果的影響，為發(fā)展性能優(yōu)異的消音器器和解決燃機(jī)燃燒振蕩問題提供支持。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種消音器消音特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：包括測(cè)試裝置、壓力波動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)、壓力波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)，測(cè)試裝置分別與壓力波動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)連接；

測(cè)試裝置包括聲波管；壓力波動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和揚(yáng)聲器；壓力波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)包括壓力波動(dòng)傳感器、動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器、動(dòng)態(tài)信號(hào)處理和分析器；

待測(cè)消音器與聲波管連接，聲波管的端部連接揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器與功率放大器連接，功率放大器與信號(hào)發(fā)生器連接；聲波管上連接有至少兩個(gè)壓力波動(dòng)傳感器，壓力波動(dòng)傳感器均連接至動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器，動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器與動(dòng)態(tài)信號(hào)處理和分析器連接；聲波管連接有空氣來源。

所述空氣系統(tǒng)用于提供空氣來源?？諝庀到y(tǒng)包括空氣氣源、流量調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、加熱器和溫度儀表等，空氣氣源通過管線連接至測(cè)試裝置，管線上依次安裝有所述流量調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、加熱器和溫度儀表。通過流量計(jì)監(jiān)測(cè)通入的空氣氣源流量大小并通過流量調(diào)節(jié)閥控制空氣氣源的流量大小，通過溫度儀監(jiān)測(cè)通入的空氣氣源的溫度值并通過加熱器及時(shí)調(diào)整通入空氣氣源的溫度。

所述消音器消音特性測(cè)試系統(tǒng)，可以用于測(cè)量的待測(cè)消音器的種類，包括亥姆霍茲共振器、1/4波長管以及聲襯等。

根據(jù)關(guān)注的聲學(xué)特性不同，待測(cè)消音裝置可以有不同裝配形式，例如：

（1）所述測(cè)試裝置可以采用兩個(gè)聲波管，待測(cè)消音器固定于兩個(gè)聲波管之間，每個(gè)聲波管上對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)壓力波動(dòng)傳感器，一個(gè)聲波管的端部設(shè)置空氣出口，另一個(gè)聲波管的端部連接揚(yáng)聲器；空氣通過待測(cè)消音器分別進(jìn)入聲波管內(nèi)，從空氣出口出去。

將待測(cè)消音器安裝在兩聲波管之間，壓力波動(dòng)傳播方向與亥姆霍茲共振器或1/4波長管的喉部或者聲襯小孔的軸線截面垂直，用于測(cè)量待測(cè)消音器對(duì)切向方向傳播的壓力波動(dòng)的吸聲效果。

（2）所述測(cè)試裝置也可以采用一個(gè)聲波管，聲波管的一端設(shè)置空氣進(jìn)口，另一端設(shè)置有空氣出口。在靠近空氣進(jìn)口的聲波管上連接待測(cè)消音器，待測(cè)消音器上開設(shè)空氣進(jìn)口；聲波管另一端設(shè)置有空氣出口，空氣出口的下游連接揚(yáng)聲器。

將待測(cè)消音器安裝在聲波管的一端，壓力波動(dòng)傳播方向與亥姆霍茲共振器或1/4波長管的喉部或者聲襯小孔的軸線平行，用于測(cè)量待測(cè)消音器對(duì)法向方向傳播的壓力波動(dòng)的吸收效果。

本實(shí)用新型的效果和優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）本測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試裝置、聲波發(fā)生裝置、測(cè)試系統(tǒng)等，方便通過聲學(xué)處理方法，測(cè)試消音器的消音效果；還可應(yīng)用于其它聲學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

（2）改變消音器的安裝位置，就可以獲得消音器對(duì)不同傳播方向上的消音效果。將消音器安裝在兩個(gè)聲波管之間，并在兩個(gè)聲波管各布置兩只傳聲器，可以測(cè)量聲襯對(duì)切向傳播的聲波的吸收效果；將聲襯安裝在聲波管的一端，可以獲得聲襯對(duì)法向傳播的聲波的吸聲效果。

（3）本測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)有空氣系統(tǒng)；通過調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、加熱器和溫度儀表等，方便調(diào)節(jié)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)件的空氣流量和溫度，可以研究進(jìn)氣溫度對(duì)聲腔的影響。這樣的設(shè)計(jì)可以模擬接近燃燒室工作環(huán)境，對(duì)工程更有指導(dǎo)意義。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的切向聲波吸收效果測(cè)試系統(tǒng)圖；

圖2為本實(shí)用新型的法向聲波吸收效果測(cè)試系統(tǒng)圖。

其中，附圖標(biāo)記為：1-空氣氣源，2-流量調(diào)節(jié)閥，3-流量計(jì)，4-加熱器，5-溫度儀表，6-空氣進(jìn)口，7-空氣出口，8-待測(cè)消音裝置，9-壓力波動(dòng)傳感器一，10-壓力波動(dòng)傳感器二，11-壓力波動(dòng)傳感器三，12-壓力波動(dòng)傳感器四，13-聲波管一，14-聲波管二，15-揚(yáng)聲器，16-功率放大器，17-信號(hào)發(fā)生器，18-動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器，19-處理和分析器，20-聲波管三。

具體實(shí)施方式

一種消音器消音特性測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試裝置、壓力波動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)，測(cè)試裝置分別與壓力波動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)連接。

測(cè)試裝置包括聲波管；壓力波動(dòng)發(fā)生系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器17、功率放大器16和揚(yáng)聲器15；壓力波動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)包括壓力波動(dòng)傳感器、動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器18、處理和分析器。

待測(cè)消音器8與聲波管連接，聲波管的端部連接揚(yáng)聲器15，揚(yáng)聲器15與功率放大器16連接，功率放大器16與信號(hào)發(fā)生器17連接；聲波管上連接有至少兩個(gè)壓力波動(dòng)傳感器，壓力波動(dòng)傳感器均連接至動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器18，動(dòng)態(tài)信號(hào)采集器18與動(dòng)態(tài)信號(hào)處理和分析器19連接；聲波管連接有空氣來源。

所述空氣系統(tǒng)用于提供空氣來源?？諝庀到y(tǒng)包括空氣氣源1、流量調(diào)節(jié)閥2、流量計(jì)3、加熱器4和溫度儀表5等，空氣氣源1通過管線連接至測(cè)試裝置，管線上依次安裝有所述流量調(diào)節(jié)閥2、流量計(jì)3、加熱器4和溫度儀表5。通過流量計(jì)3監(jiān)測(cè)通入的空氣氣源1流量大小并通過流量調(diào)節(jié)閥2控制空氣氣源1的流量大小，通過溫度儀監(jiān)測(cè)通入的空氣氣源1的溫度值并通過加熱器4及時(shí)調(diào)整通入空氣氣源1的溫度。

所述消音器消音特性測(cè)試系統(tǒng)，可以用于測(cè)量的待測(cè)消音器8的種類，包括亥姆霍茲共振器、1/4波長管以及聲襯等。根據(jù)關(guān)注的聲學(xué)特性不同，待測(cè)消音器8可以有不同裝配形式，例如：

（1）如圖1所示，所述測(cè)試裝置可以采用兩個(gè)聲波管，待測(cè)消音器8固定于聲波管一13和聲波管二14之間，聲波管一13上對(duì)應(yīng)連接壓力波動(dòng)傳感器一9和壓力波動(dòng)傳感器二10，聲波管一14上對(duì)應(yīng)連接壓力波動(dòng)傳感器三11和壓力波動(dòng)傳感器四12，聲波管一13的端部設(shè)置空氣出口7，聲波管二14的端部連接揚(yáng)聲器15；空氣通過待測(cè)消音器8進(jìn)入兩個(gè)聲波管內(nèi)，從空氣出口7出去。

將待測(cè)消音器8安裝在聲波管一13和聲波管二14之間，壓力波動(dòng)傳播方向與待測(cè)消音器8的喉部（即亥姆霍茲共振器或1/4波長管的喉部或者聲襯小孔）軸線截面垂直，用于測(cè)量待測(cè)消音器8對(duì)切向方向傳播的壓力波動(dòng)的吸聲效果。

（2）如圖2所示，所述測(cè)試裝置也可以采用一個(gè)聲波管，聲波管三20的一端設(shè)置空氣進(jìn)口6，另一端設(shè)置有空氣出口7。在靠近空氣進(jìn)口6的聲波管三20上連接待測(cè)消音器8，空氣從該端部通入，經(jīng)過待測(cè)消音器8進(jìn)入聲波管三20內(nèi)；在靠近空氣出口7的聲波管三20上固定連接揚(yáng)聲器15，空氣從該端部出去。

將待測(cè)消音器8安裝在聲波管的一端，壓力波動(dòng)傳播方向與待測(cè)消音器8的喉部（即亥姆霍茲共振器或1/4波長管的喉部或者聲襯小孔）的軸線平行，用于測(cè)量待測(cè)消音器8對(duì)法向方向傳播的壓力波動(dòng)的吸收效果。

本實(shí)用新型的原理是：

信號(hào)發(fā)生器17提供可調(diào)制的不同頻率的正弦電壓信號(hào)，經(jīng)過功率放大器16放大之后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器15；揚(yáng)聲器15可以在聲波管中激發(fā)出一定頻率的壓力波動(dòng)。

通過不同位置布置的若干壓力波動(dòng)傳感器，用于測(cè)量壓力波動(dòng)的強(qiáng)度，采集的信號(hào)輸入信號(hào)采集器。借助一定的聲學(xué)計(jì)算方法，就可以分析計(jì)算得到消音器的吸聲效果。

氣源提供實(shí)驗(yàn)用的空氣，空氣經(jīng)過加熱器4后，進(jìn)入聲襯空腔，并從聲襯多孔板中進(jìn)入聲波管?？諝饬髁坑?jì)3和調(diào)節(jié)閥用來控制空氣的流量。加熱器4的功率可調(diào)，用來改變進(jìn)入聲襯的空氣的溫度，研究空氣流量和溫度對(duì)消音器消音效果的影響。