一种等离子体低频声源及其时序控制合成方法与流程

本发明涉及脉冲功率技术与国防领域的具体应用，具体涉及一种等离子体低频声源及其时序控制合成方法。

背景技术：

低频声、次声是指频率低于200hz和频率低于20hz的低频声，由于频率极低，所以沿产生路径衰减很小。次声绕地球表面传播7圈都不衰减、穿透力极强。各种频率的声波会与固有频率相同的结构产生共振，产生极大的破坏作用。人体颅腔、胸腔的固有频率都小于10hz，所以，低频声、次声对人体有及其有害的损伤作用。次声可以穿透水泥做成的掩体（碉堡、坑道）、金属材料做成的防护体（坦克、装甲车、飞机、舰船）。所以，低频声、次声波是一种很好的非致命武器。

然而，产生声波的三种机理：机械振动、电声和磁致伸缩，都有一个共同点，即：声波的强度与声波的频率相关联。随着声波强度的提高，声波的频率也必然提高。所以，很难造出强度足够高的低频声、次声波源。为了获得足够强度的低频声、次声波，必须走合成的技术路线，因此我们提出了一种等离子体低频声源及其时序控制合成方法用于解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有低频声、次声波源产生低频声、次声波强度低的问题。通过合成时序控制的方法，提高低频声、次声波源的强度。

为了完成上述目的，本发明提出的一种等离子体低频声源及其时序控制合成方法，采用脉冲功率驱动源对一对气体间隙气体放电，高压脉冲放电的等离子体电弧加热周围气体膨胀推动周围气体产生声波；采用多台脉冲功率驱动源分别对多对放电电极在不同时刻放电，通过各个放电间隙的放电时刻、放电时序来合成低频声波；

进一步地，以每台脉冲功率驱动源的储能量和放电间隙尺寸控制输出低频声波的强度；

进一步地，多个放电间隙排列在一个单向输出放电腔室；

进一步地，多个脉冲功率驱动源对多对气体间隙放电；

进一步地，时序发生器控制每一个脉冲功率驱动源的放电时刻；

进一步地，时序发生器控制每一个脉冲功率驱动源的放电时序；

进一步地，放电腔室的后端以弧面反射向后传输的声波；

进一步地，放电腔室后端的反射面参与声波的合成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本低频声产生方法将声源对输出声波强度和频率的控制方法分开，使的声波的强度不再与声波频率相关联；

2）采用脉冲放电产生声波，可以极大的提高声波的强度；

3）采用时序控制放电，可以获得所需要的声频；

本发明利用高功率脉冲放电电弧等离子体的膨胀产生声波，采用多对放电电极在空间的排列与时序放电合成不同频率、声强的声波。分别从放电能量、放电电压和放电时序控制输出声波的强度和频率。

附图说明

图1为本发明“时序控制等离子体低频声源”的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

参考图1，本实施例中提出了一种等离子体低频声源及其时序控制合成方法，采用高压放电的等离子体电弧快速膨胀产生声波；以多个放电间隙的时序控制放电合成不同频率的声波，通过单个放电回路的储能量和单个放电间隙值提高、控制输出声波的声压；以多个放电间隙的串联时序控制放电合成所要求的声波频率，本低频声产生方法将声源对输出声波强度和频率的控制方法分开，使的声波的强度不再与声波频率相关联；采用脉冲放电产生声波，可以极大的提高声波的强度；采用时序控制放电，可以获得所需要的声频；本发明利用高功率脉冲放电电弧等离子体的膨胀产生声波，采用多对放电电极在空间的排列与时序放电合成不同频率、声强的声波。分别从放电能量、放电电压和放电时序控制输出声波的强度和频率。

本实施例中，采用高压脉冲放电的电弧膨胀产生声波，多个间隙的时序放电合成声波方法分别控制输出声波的声压和输出声波的频率，采用脉冲功率驱动源的储能量、放电电压和放电间隙的配合提高生产声波的声压，采用多个脉冲功率驱动源驱动多个放电间隙，采用多个间隙的时序放电合成输出声波的频率，各个放电电极的放电时序与其位置、与反射面的距离共同控制对声波的合成，采用圆筒形放电腔室，各个放电电极平行排列，采用弧形反射面，反射各个放电电极所产生的向后传输的声波，并参与对输出声波频率的合成，本低频声产生方法将声源对输出声波强度和频率的控制方法分开，使的声波的强度不再与声波频率相关联；采用脉冲放电产生声波，可以极大的提高声波的强度；采用时序控制放电，可以获得所需要的声频；本发明利用高功率脉冲放电电弧等离子体的膨胀产生声波，采用多对放电电极在空间的排列与时序放电合成不同频率、声强的声波。分别从放电能量、放电电压和放电时序控制输出声波的强度和频率。

本实施例中，以8个独立工作的脉冲功率驱动源和8对放电电极为例，每一个脉冲功率驱动源的输出连接到一对放电间隙3上。8对放电间隙平行的安装在一个单向开口输出的合成腔室2中。每个放电间隙在高压放电产生的声波分为向出口方向传播的前行波，和向后端产生的波。向后端产生的波经反射面3反射后再次向出口方向传播，与前行波合成。通过各个脉冲功率驱动源的储能量和对应放电间隙的尺寸，调整输出声波的声压幅值。根据所需要输出的声波频率，根据每一对放电电极的相对位置和与反射面的相对位置，设置整各个电间隙的放电时刻和放电时序，合成所要求的声波频率。

低频声源作为非致命武器可以广泛应用于战场上抓捕藏匿于各种掩体的敌方武装人员，反恐维稳中抓捕劫持人质的劫机犯、劫持犯罪分子。还可以应用于飞机场驱鸟、稻田驱鸟等生产生活中。

应当说明，以上所述的仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于脉冲功率技术领域，具体涉及一种等离子体低频声源及其时序控制合成方法，采用高压放电的等离子体电弧快速膨胀产生声波；以多个放电间隙的时序控制放电合成不同频率的声波，通过单个放电回路的储能量和单个放电间隙值提高、控制输出声波的声压；以多个放电间隙的串联时序控制放电合成所要求的声波频率，采用高压脉冲放电的电弧膨胀产生声波，多个间隙的时序放电合成声波方法分别控制输出声波的声压和输出声波的频率。本发明利用高功率脉冲放电电弧等离子体的膨胀产生声波，采用多对放电电极在空间的排列与时序放电合成不同频率、声强的声波。分别从放电能量、放电电压和放电时序控制输出声波的强度和频率。

技术研发人员：汤俊萍;张硕;张永民;姚伟博;刘美娟
受保护的技术使用者：西安闪光能源科技有限公司
技术研发日：2019.02.20
技术公布日：2019.06.07