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次声波发生器的制作方法

发布时间:2019-06-16 04:47 来源:未知 编辑:admin

  ,具体来讲也属于大功率平板扬声器一类技术,可作为次声波武器、超低频声振动降雨器或其他大功率声源使用。

  在现有技术中,次声波发生器已得到了广泛的研究,特别是在军事领域。次声波作为战争武器,主要就在于次声波的频率刚好处在人体各主要脏器如大脑、肾、心、肝和肺等谐振频率范围内,因此,当各主要脏器处于强烈谐振时,极易造成各主要脏器大脑、肾、心、肝和肺等的撕裂、昏迷等,极易造成人体死亡或昏迷状态。根据有关资料报道,目前许多的发达国家如美国和法国等都在秘密极积地研制次声波武器,如美国在越南战争中就使用“CBV-55B”航空集束炸弹制成次声波武器。根据有关资料,目前次声波武器主要有五类气爆型次声波武器、炸弹型次声波武器、管型次声波武器、扬声品型次声波武器以及频率差拍(相减)型次声波武器。虽然世界很多先进国家都在秘密积极地研制次声波武器,但制作过程都因次声波强度非常低,都难以形成真正意义上具有杀伤能力的次声波武器。

  次声波发生器的另一个拓展应用,就是超低频超大功率声振动降雨器,次声波发生器和超低频超大功率声振动降雨器的设备结构大体相似,主要区别仅在于系统的频率范围不同。超低频超大功率声振动降雨器生成的声振动在云雾区域挠动,容易形成云雾之间人工切变线,使云雾中的水珠之间产生强力挤压和碰撞。同时由于超低频声振动降雨器都分布在地面。在往高空作业时也容易把云雾水珠顶向更冷态的高空,形成降大雨。但现有的超低频超大功率声振动降雨器都因超低频声振动发射功率偏低而无法实现产生降雨的设想。

  因此,为了达到以上双重效果,本发明的目的采用新的磁路设计使之能够制造出 超大功率的次声波发生装置。

  本发明的目的在于克服现有技术的的不足,提供一种可进行大功率输出的次声波发生器。

  本发明采用的技术方案是这种次声波发生器,包括用以强迫空气振动以发射次声波的电磁振动发生器以及用以控制振动频率的频率控制系统,所述电磁振动发生器包括高导磁长条芯柱、布设于高导磁长条芯柱四周的多层稀土永磁薄片以及设于多层稀土永磁薄片外围的高导磁长条薄板,所述高导磁长条芯柱与内层稀土永磁薄片之间、多层稀土永磁薄片之间、外层稀土永磁薄片与高导磁长条薄板之间套设有通有变换电流的多层线包,所述多层线包经无磁不锈钢棒与一振动板相连接,所述多层线包可沿着高导磁长条芯柱作 大推力的来回振动,从而带动振动板来回振动以产生次声波,所述频率控制系统通过改变电流方向的变换频率以控制多层线包的振动频率,从而控制振动板的振动频率。

  本发明的有益效果是采用新的磁路设计,以制造出大功率输出的次声波发生装置,这种次声波发生装置不仅可在军事领域应用,将本发明应用于超低频超大功率声振动降雨器,也可以为全人类改造大自然的环境提供极好的手段。同时,本发明也可为石油堪探和海洋寻找目标物提供大功率的声源发生器。但由于本发明可应用于次声波武器,试验和使用过程中存在造成大批人员伤亡的潜在危险,因此,建议该装置应当在军管范围之内试验和制造,且振动频率应控制在人体主要脏器谐振频率范围外。

  I为振动板;2为无磁不锈钢棒;3为高导磁长条芯柱;4为高导磁长条薄板;F1、F2、F3为位于不同层的稀土永磁薄片。

  3为高导磁长条芯柱;4为高导磁长条薄板;5为多层线包,S、S为两组多层线包的两个公共引出线为位于不同层的稀土永磁薄片。

  A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8表不多个电磁振动发生器相控阵布局,d表不各电磁振动发生器之间的距离,f焦点,H表示焦点至电磁振动发生器群体中心点的距离。

  图4是本发明实施例其中一组多层线包的磁力线为多层线为位于不同层的稀土永磁薄片。

  图5是本发明实施例另外一组多层线包的磁力线为多层线为位于不同层的稀土永磁薄片。

  5为多层线包,S、S为两组多层线包的两个公共引出线是本发明实施例的多个电磁振动发生器的串接图。

  I为振动板;2为无磁不锈钢棒;3为高导磁长条芯柱;4为高导磁长条薄板;F1、F2、F3为位于不同层的稀土永磁薄片。

  本发明的次声波发生器,包括用以强迫空气振动以发射次声波的电磁振动发生器以及用以控制振动频率的频率控制系统,所述电磁振动发生器包括高导磁长条芯柱3、布设于高导磁长条芯柱3四周的多层稀土永磁薄片以及设于多层稀土永磁薄片外围的高导磁长条薄板4,所述高导磁长条芯柱3与内层稀土永磁薄片之间、多层稀土永磁薄片之间、夕卜层稀土永磁薄片与高导磁长条薄板4之间套设有通有变换电流的多层线与一振动板I相连接,在本实施例中,无磁不锈钢棒2采用无磁不锈钢棒,所述多层线作大推力的来回振动,从而带动振动板I来回振动以产生次声波,所述频率控制系统通过改变电流方向的变换频率以控制多层线包的振动频率,从而控制振动板I的振动频率。

  高导磁长条芯柱3、多层稀土永磁薄片、多层线构成的长方形框架结构当中的磁力线走向是,在框架结构的一端从高导磁长条芯柱3出发通过多层稀土永磁薄片和多层线之上,在框架结构的另一端从高导磁长条薄板4出发通过多层稀土永磁薄片和多层线把两端磁力线闭合起来,形成闭合磁回路。上述频率控制系统由图6所示的双稳态振荡器电路以及图7所示电流方向变换电路构成,如图6所示,双稳态振荡器电路的线路上连接有继电器LI、L2的线所示,LI为继电器LI的变换接点,L2为继电器L2的变换接点。两组多层线通以方向相反的电流,且如图6和图7所示,当继电器LI、L2在得电和失电两种状态间变换时,两 继电器的变换接点相应地进行变换动作,从而使通过多层线的电流发生改变。上述多层线分为两组且分设于高导磁长条芯柱3两侧端,所述两组多层线固定连接,所述振动板I设于无磁不锈钢棒2的外伸端。

  上述高导磁长条芯柱3与内层稀土永磁薄片之间、多层稀土永磁薄片之间、外层稀土永磁薄片与高导磁长条薄板4之间通过无磁垫块6连接固定。

  两个或两个以上的电磁振动发生器内的多层线的外伸端与振动板I连接,再使用电子相控阵聚焦技术排列电磁振动发生器的位置,形成聚焦波束的发射冲击波,以组合加强发射冲击波的强度。

  第一部分如何实现新的磁路设计,其难点在于两组多层线的绕制以及稀土永磁薄片和高导磁长条芯柱3等空间结构问题。图I、图2中示出了电磁振动发生器中的高导磁长条芯柱3、稀土永磁薄片、高导磁长条薄板4的结构。图4、图5示出了两组多层线的磁力线走向剖视图。为了更好地实现以上新磁路设计,特作如下详细的实施过程。要做两方面工作即准备工作和绕制线包及其他装配工作。

  I、要有较好的能够自动排线的绕线机和技术熟练的绕线、购买各技术参数较优的稀土永磁薄片。

  3、确定各层稀土永磁薄片厚度和各片之间的间隙距离之后,再制作无磁垫块6,数量较多,然后准备快干固化胶(用双组份粘合剂较好)、硅油以及符合规格要求的高强度漆包线、用镀锌薄板做成比稀土永磁薄片大一些的模板,其长度比稀土永磁薄片长出3cm,其宽和厚都大0. 2mm,数量与稀土永磁薄片差不多。[0041]5、备好0. 2mm镀锌板作垫片,共8片,长度为高导磁长条芯柱3长度的一半还多长出3cm,其宽度与长条芯柱四个侧面宽度一样。

  绕制线包与其他装配工作先将高导磁长条芯柱3固定在自动排线_镀锌板垫片的两面涂上硅油,尔后贴在高导磁长条芯柱3 —侧端的四个侧面上,并捆紧。开始绕线,不能重叠,绕完一层后,涂上快干固化胶一次,不要太多,然后再绕第二层,绕完后再涂上固化胶一次,当多层线的第一层厚度达到高导磁长条芯柱3与内层稀土永磁薄片之间的间隙厚度时暂停绕线。把内层稀土永磁薄片的模板两面都上硅油,放在线圈上面适当位置。并用长条小垫片7粘上固化胶后放在这四片模板相邻的间隙处,接着绕多层线的第二层,做法与第一层一样。绕完线包后,同样安放第二层四个稀土永磁薄片的模板,并在四个模板相邻的间隙处放好粘有固化胶的长条小垫片7。然后再接着绕第三层,直至绕完最后一层后停止绕线。把漆包线的引出线剪下并引出。紧接着用同样的办法在高导磁长条芯柱3的另一头,绕制第二组多层线后再停下,并同样引出多层线的引出线。等到两组多层线都固化好之后,分别把各片模板和四个镀锌板垫片拉出,放上相应的稀土永磁薄片,并分别垫好无磁垫块6。一定要做到让两组多层线能在稀土永磁薄片多层间隙之间很灵活地来回往复运动,滑动自由,才算合格,属于正品。然后把两组多层线最里层线圈的引出线中P点)。两组线包最外层线中S点和S)作共同电流的进出线。当两组线包在通以同一个直流电流时,当一个线包是正向通过时,而另一个线包却是反向通过。在处理完两组线包接线之后,再垫好最后一层四个侧面上稀土永磁薄片与高导磁长条薄板4之间的无磁垫块6,并用固化胶处理好无磁垫块6之间连结固定,使高导磁长条芯柱3、位于不同层的多个稀土永磁薄片Fl、F2、F3、F4以及高导磁长条薄板4三者之间通过无磁垫块6固化连结形成一个牢固的整体。做完之后,同样保证能让两组多层线在它们框架之间自由灵活地摆动。

  以下考虑电流控制系统。本发明技术方案采用如图6所示的双稳态振荡器电路来控制直流电源变换成可调频率的交变电流。L1、L2继电器的线集电极负载上作导通与截止输出。调节Cl和Rl,C2和R2乘积的数值就可改变双稳态振荡频率。如图7所示通过继电器接点LI和L2的变换就能改变两组多层线的电流方向。

  本发明技术方案中接着考虑组合加强次声波发生器发射强度。先粗略估算一下单个次声波发生器在振动中产生的推力大小。两组多层线安培,电流方向垂直于磁场方向,在强磁场中磁感应强度为2. 5特斯拉,如若两组线层,每层线层,线cm,每层线面都在稀土永磁薄片的间隙之中。

  此公式来自北京大学赵凯华编电磁学第387页,这里所用的量纲为米,安培,秒,牛顿,特斯拉。

  F = 3X2. 5X0. 04X3X (0. 06/0. 0007) X2X4X5 = 3078 牛顿从以上公式看出单个次声波发生器产生的振动推力有300多公斤,使振动板I生成发射冲击波。如果这个推动力还感不够还可以采用如图8所示把两个或两个以上电磁振动发生器的振动线圈进行串接,也就是把一个多层线包和另一个多层线包通过无磁不锈钢棒串接起来,再接到振动板之上。

  为了形成强大的空中振动波束,运用了电子相控阵聚集技术。这在超声波探测技术使用中是比较成熟的技术,次声波和超声波同属机械振动波,波速一样,很多性质都一样,只是频率不一样,因此这种技术完全可以借来一用。如图3所示,多个振元分别放在Al、A2、A3……位置上,f为焦点,H表示焦点到电磁振动发生器群体中心点的距离。根据机械振动波的相干性,适当调节电磁振动发生器之间的距离d,就可以实现波束聚焦。由于应用电子相控阵技术实现波束聚焦,各个振元所占的面积较大,特别是超大功率声振动降雨器,故采用车载可折叠式框架结构,以便于运输。

  本发明还提供一种车载可折叠式的次声波武器,其中包括可折叠式相控阵电子聚 焦的框架结构,电源和频率控制系统和次声波电磁振动发生器三大部分组合而成。其中次声波电磁振动发生器是主体部件。次声波电磁振动发生器又包括电磁振动机构和输出振动板对空气压迫振动两部分组成。电磁振动机构中有两组多层线包,两组多层线包是套在多层稀土永磁薄片和高导磁长条芯柱之间。高导磁薄板,多个稀土永磁薄片和高导磁长条芯柱三者之间设计成长方形框架结构。长方形框架结构的中心柱是由高导磁材料长条薄片相叠而成,即长条芯柱.长条芯柱的截面形状为正方形.在四角形长条芯柱的一头四个侧面分别按大小顺序帖上同一个磁力线方向的多层稀土永磁薄片,在长条芯柱的另一头四个侧面上也分别按大小顺序贴上同样反方向磁力线的多层稀土永磁薄片。每两层之间的间隙用垫块垫紧,每个间隙做到平行等距离。每个稀土永磁薄片长度一样,宽度不一要。从整个多层叠片来看,里层窄外层宽。长条形芯柱两头用垫块安装好多层稀土永磁薄片之后,从磁路整体来看,一头磁力线是通过多层线包和多层稀土永磁薄片往里压缩到长条芯柱上,另一头磁力线是通过多层线包和多层稀土永磁薄片往外发散到高导磁薄板上。长条形芯柱两头稀土永磁薄片的叠层数量是一样的,各间隙的大小也一样。然后在长条形芯柱的两头四个侧面的最外层稀土永磁薄片的外边,再用高导磁材料长条薄板(多片叠成的)分别把长条形芯柱两头四个侧面最外面N和S的磁力线贯通起来。这些薄板与中心长条芯柱长度一样。最外层高导磁长条薄板与稀土永磁薄片之间同样用垫块垫成一定距离的间隙。在四个高导磁长条薄板的边界之间不留间隙。另外,稀土永磁薄片每两层之间有间隙之外,在同一层四个稀土永磁薄片相邻的两片之间同样留有间隙。这些间隙有两种用途,第一是每组多层线包中各层通过它们之间的间隙互相搭接在一起,相互之间形成一个多层线包的整体。第二是通过间隙的空间就在线包四角埋下四根(或多根)无磁不锈钢棒。这样就可以把两组多层线包与外面振动板连结起来。在以上安装完成之后,当一个线包中通过某一方向直流电流时,而让另一个线包通以相反方向的电流,这时长条形芯柱两头多层线包中电流在安培力的作用下朝着同一个方向运动。其原因在于两组多层线包中电流在切割磁力线时,用右手定则,刚好是正正为正,负负也为正。因此两组多层线包在稀土永磁薄片间隙之中运动方向是一致的。当两头线包中都改变电流方向时,两组多层线包都往相反的方向运动。也就是两组多层线包可以随着电流方向不断改变,可以在长条芯柱两头,在稀土永磁薄片间隙之间作来回振动。同时根据电流元在磁场中所受安培力积分原理,稀土永磁薄片之间的间隙越多,也就是线包层数越多,来回振动的推力就越大

  以上是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作的改变,所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。

  1.一种次声波发生器,其特征在于包括用以强迫空气振动以发射次声波的电磁振动发生器以及用以控制振动频率的频率控制系统,所述电磁振动发生器包括导磁条形芯柱、布设于导磁条形芯柱四周的复数层稀土永磁片以及设于复数层稀土永磁片外围的导磁条形板,所述导磁条形芯柱与内层稀土永磁片之间、复数层稀土永磁片之间、外层稀土永磁片与导磁条形板之间套设有通有变换电流的复数层线包,所述复数层线包经无磁不锈钢棒与一振动板相连接,所述复数层线包可沿着导磁条形芯柱作来回振动,从而带动振动板来回振动以产生次声波,所述频率控制系统通过改变电流方向的变换频率以控制复数层线包的振动频率,从而控制振动板的振动频率。

  I所述的次声波发生器,其特征在于导磁条形芯柱、复数层稀土永磁片、复数层线包以及导磁条形板构成的长方形框架结构当中的磁力线走向是,在框架结构的一端从导磁条形芯柱出发通过复数层稀土永磁片和复数层线包发散到导磁条形板之上,在框架结构的另一端从导磁条形板出发通过复数层稀土永磁片和复数层线包聚集到导磁条形芯柱上,导磁条形板和导磁条形芯柱把两端磁力线闭合起来,形成闭合磁回路。3.根据

  2所述的次声波发生器,其特征在于所述频率控制系统由双稳态振荡器电路以及电流方向变换电路构成。4.根据

  1、2或3所述的次声波发生器,其特征在于所述复数层线包分为两组且分设于导磁条形芯柱两侧端,所述两组复数层线包经无磁不锈钢棒固定连接,所述振动板设于无磁不锈钢棒的外伸端。5.根据

  4所述的次声波发生器,其特征在于所述导磁条形芯柱与内层稀土永磁片之间、复数层稀土永磁片之间、外层稀土永磁片与导磁条形板之间通过无磁垫块连接固定。6.根据

  5所述的次声波发生器,其特征在于两个或两个以上的电磁振动发生器内的复数层线包经无磁不锈钢棒串接,无磁不锈钢棒的外伸端与振动板连接,再使用电子相控阵聚焦技术排列电磁振动发生器的位置,形成聚焦波束发射冲击波,以组合加强发射冲击波的强度。

  一种次声波发生器包括以强迫空气振动以发射次声波的电磁振动发生器以及用以控制振动频率的频率控制系统,电磁振动发生器包括高导磁长条芯柱,布设于长条芯柱四周的多层稀土永磁薄片,设于多层烯土永磁薄片外围的高导磁长条薄板以及套设其间可通变换电流的多层线包,多层线包经无磁不锈钢棒与振动板连接,多层线包沿长条芯柱作大推力来回振动,带动振动板产生次声波。经估算五层线kg以上,可做次声波武器,超低频声振降雨器或其他大功率声源使用。

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