一種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，包括倒相箱和亞聲波采集傳聲器；所述倒相箱的前壁設(shè)有傳聲口和倒相口，傳聲口和倒相口在箱內(nèi)通過肘型導(dǎo)管5連通；所述亞聲波采集傳聲器設(shè)置在傳聲口處，其包括擴口的振動膜，振動膜底部連接有音圈，音圈套裝在永磁體上，并連接到升壓變壓器，升壓變壓器的信號輸出端構(gòu)成亞聲波采集傳聲器的信號輸出端。本發(fā)明通過倒相箱來增強亞音聲波的能量從而采集到低能量的亞音聲波；能夠抵抗炮彈出膛時強大的聲波沖擊力；且裝置造價低廉，能耗較低。
【專利說明】
一種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及人影火箭信號采集技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于人類活動加劇了氣候環(huán)境的變化，災(zāi)害性天氣頻繁發(fā)生，人影火箭炮在人工干預(yù)天氣中實現(xiàn)了防災(zāi)減災(zāi)的重要作用。為了評估人影作業(yè)效果，追溯火箭彈啞彈和提前爆炸的數(shù)量，需要對炮彈爆炸信號進行采集。
[0003]人影火箭彈高空爆炸信號采集有如下特點:1.炮彈爆炸音的主要能量集中在高頻部分，但該頻段的聲音傳播距離較近，而炮彈爆破點的距離較遠(火箭炮4千米，高炮6.8千米左右)，能夠傳回來的聲波的能量很小，不易采集;2.爆炸的亞音部分能傳播較遠的距離，但聲波能量小，得到的聲波轉(zhuǎn)換成的電信號也小，不易識別;3.設(shè)備安置于高炮或火箭炮附近，要求拾音震動材料具有足夠強的抗聲波沖擊能力。
[0004]目前市場上現(xiàn)有的聲源定位與識別都是采用的高靈敏度的麥克風或其他的次聲裝置，不僅價格昂貴，而且抗強力聲波沖擊的能力弱，沒有一款適用于高炮或火箭炮附近的亞音頻采集器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠采集到低能量亞聲波的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，該裝置能夠抵抗炮彈出膛時強大的聲波沖擊力，且造價低廉。技術(shù)方案如下:
[0006]—種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，包括倒相箱和亞聲波采集傳聲器;所述倒相箱的前壁設(shè)有傳聲口和倒相口，傳聲口和倒相口在箱內(nèi)通過肘型導(dǎo)管5連通;所述亞聲波采集傳聲器設(shè)置在傳聲口處，其包括擴口的振動膜，振動膜底部連接有音圈，音圈套裝在永磁體上，并連接到低噪阻抗轉(zhuǎn)換器，低噪阻抗轉(zhuǎn)換器的信號輸出端構(gòu)成亞聲波采集傳聲器的信號輸出端。
[0007]進一步的，所述振動膜為PET薄膜。
[0008]更進一步的，所述肘型導(dǎo)管的長度為采集到的最低頻率的聲波波長的1/2。
[0009]更進一步的，所述肘型導(dǎo)管從倒相口到傳聲口越來越細。
[0010]更進一步的，所述振動膜的開口處套設(shè)有防風罩，所述防風罩包括外部的金屬罩和內(nèi)部的海綿體。
[0011]更進一步的，還包括連接到亞聲波采集傳聲器信號輸出端的信號處理單元，所述信號處理單元包括順次連接的一級放大電路、二級放大電路、帶通濾波電路、高速16位AD電路和通信接口。
[0012]更進一步的，所述一級放大電路包括三極管T，三極管T的發(fā)射極通過電阻Rs連接到信號輸入端;基極通過并聯(lián)的電容Cb和電阻Rbp接地，并通過電阻Rb連接到電源;集電極通過電阻Re連接到電源，并通過電容Ce連接到信號輸出端，信號輸出端負載為電阻Rl。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]I)本發(fā)明通過倒相箱來增強亞音聲波的能量，從而實現(xiàn)低能量的亞音聲波的采集；
[0015]2)本發(fā)明的亞聲波采集傳聲器采用動圈式低音喇叭，能夠抵抗炮彈出膛時強大的聲波沖擊力；
[0016]3)本發(fā)明的亞聲波采集傳聲器能夠使采集到的低能量亞聲波在轉(zhuǎn)換成電信號的過程中有效降低電噪聲的影響；
[0017]4)裝置造價低廉，能耗較低。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置外觀結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為本發(fā)明人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置的亞聲波采集傳聲器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖4為本發(fā)明人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置的信號處理單元結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖5為本發(fā)明人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置一級放大電路的原理圖。
[0023]圖中:1_倒相箱;2-傳聲口；3-倒相口；4-亞聲波采集傳聲器;41-振動膜;42-音圈；43-永磁體;44-低噪阻抗轉(zhuǎn)換器;45-防風罩45 ； 46-信號增強模塊;5-肘型導(dǎo)管;6-信號處理單元。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。如圖1和圖2所示，一種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，包括倒相箱I和亞聲波采集傳聲器4;所述倒相箱I的前壁設(shè)有傳聲口 2和倒相口 3，傳聲口 2和倒相口 3在箱內(nèi)通過肘型導(dǎo)管5連通;所述亞聲波采集傳聲器4設(shè)置在傳聲口 2處，其包括擴口的振動膜41，振動膜41底部連接有音圈42，音圈42套裝在永磁體43上，并連接到低噪阻抗轉(zhuǎn)換器44，低噪阻抗轉(zhuǎn)換器44的信號輸出端構(gòu)成亞聲波采集傳聲器4的信號輸出端。
[0025]因為聲波經(jīng)過遠距離傳播后，剩下的低頻分量能量低，不易采集，所以通過倒相箱I對同一音頻信號進行180度的轉(zhuǎn)向作用于亞聲波采集傳聲器4的后端以增強音頻信號的采集。
[0026]為了防止出膛炮彈強力聲波的沖擊，采用動圈式低音喇叭作為亞聲波采集傳聲器4，它利用換能原理將聲波信號轉(zhuǎn)換成電信號。聲波到達振動膜41時，帶動音圈42在永磁體43的磁場里振動產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)化。最后又通過低噪阻抗轉(zhuǎn)換器44增強信號。
[0027]本實施例的振動膜41為PET薄膜。該膜是一種機械性能優(yōu)良，抗沖擊強度和抗張強度大的薄膜，裝置安裝在高炮或火箭炮附近，不會被出膛炮彈強力的聲波振破。同時在傳聲器的首部增加一個信號增強模塊46。
[0028]本實施例的肘型導(dǎo)管5的長度為采集到的最低頻率的聲波波長的1/2。本實施例最低頻聲波的頻率取200Hz，則相應(yīng)的肘型導(dǎo)管5的長度為0.7米左右。
[0029]本實施例的肘型導(dǎo)管5從倒相口 3到傳聲口 2越來越細，即圖2中L1>L2>L3。該結(jié)構(gòu)具有增強聲波能量的作用。其中，倒相口3和傳聲口2面積相等，盡可能的增大聲音的接收面積。
[°03°]本實施例的振動膜41的開口處套設(shè)有防風罩45，所述防風罩45包括外部的金屬罩和內(nèi)部的海綿體。戶外環(huán)境復(fù)雜，風或其他的聲音會使傳聲器受到干擾，所以要加一個防風罩，外部的金屬罩可以抵抗外力的沖擊，保護傳聲器;海綿體會減弱、阻止氣流的進入。由于聲音不是氣流的定向運動，而是一種機械波動，所以它受到風罩的影響很小。
[0031]本實施例還包括連接到亞聲波采集傳聲器4信號輸出端的信號處理單元6，如圖4所示，所述信號處理單元6包括順次連接的一級放大電路、二級放大電路、帶通濾波電路、高速16位AD電路和通信接口。
[0032]由亞聲波采集傳聲器4得到的電壓信號只有十幾微伏左右，必須通過一級放大，達到毫伏級信號才能繼續(xù)進行后端電路處理。首級放大電路的最大難點是必須抑制噪聲，本實施例采用直耦，低噪，高放大倍數(shù)電路作為一級放大電路，其放大系數(shù)可以達100倍，主要原理如圖5所示，一級放大電路包括三極管T，三極管T的發(fā)射極通過電阻Rs連接到信號輸入端;基極通過并聯(lián)的電容Cb和電阻Rbp接地，并通過電阻Rb連接到電源;集電極通過電阻Re連接到電源，并通過電容Ce連接到信號輸出端，信號輸出端負載為電阻R1。
[0033]通過一級放大的毫伏級電信號再進行二級放大、濾波，AD轉(zhuǎn)換后，得到數(shù)字信號由通過通信模塊發(fā)送出去進行更進一步的數(shù)字化處理。
【主權(quán)項】
1.一種人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，包括倒相箱(1)和亞聲波采集 傳聲器(4);所述倒相箱(1)的前壁設(shè)有傳聲口( 2)和倒相口(3)，傳聲口( 2)和倒相口(3)在 箱內(nèi)通過肘型導(dǎo)管(5)連通;所述亞聲波采集傳聲器(4)設(shè)置在傳聲口(2)處，其包括擴口的 振動膜(41)，振動膜(41)底部連接有音圈(42)，音圈(42)套裝在永磁體(43)上，并連接到低 噪阻抗轉(zhuǎn)換器(44)，低噪阻抗轉(zhuǎn)換器(44)的信號輸出端構(gòu)成亞聲波采集傳聲器(4)的信號 輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，所述振動膜 (41)為PET薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，所述肘型導(dǎo) 管(5)的長度為采集到的最低頻率的聲波波長的1 /2。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，所述肘型導(dǎo) 管(5)從倒相口(3)到傳聲口(2)越來越細。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，所述振動膜 (41)的開口處套設(shè)有防風罩(45 )，所述防風罩(45)包括外部的金屬罩和內(nèi)部的海綿體。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，還包括連接 到亞聲波采集傳聲器(4)信號輸出端的信號處理單元(6)，所述信號處理單元(6)包括順次 連接的一級放大電路、二級放大電路、帶通濾波電路、高速16位AD電路和通信接口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人影火箭彈高空爆炸亞音采集裝置，其特征在于，所述一級放 大電路包括三極管T，三極管T的發(fā)射極通過電阻Rs連接到信號輸入端;基極通過并聯(lián)的電 容Cb和電阻Rbp接地，并通過電阻Rb連接到電源;集電極通過電阻Rc連接到電源，并通過電 容Cc連接到信號輸出端，信號輸出端負載為電阻R1。
【文檔編號】G01H11/06GK105953910SQ201610367102
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】文斌, 任斌, 延雪花, 田鳳國
【申請人】成都信息工程大學