Акустические преобразователи

Для применения системы акустических преобразователей мы навязали сотрудничество с компанией CONTROL CONCEPTS, INC., которая в этой области работает уже ряд лет.
Официальные представительства компании в других странах.

Акустические преобразователи – это широкодиапазонные источники звука с низкой частотой f (64 - 272 Гц) и большим акустическим давлением L_p (137 - 147 дБ в контрольно-измерительном месте r = 1 м).

Звук с данными параметрами переносится на оборудование, которое должно быть вычищено. Большая часть энергии, образованная акустическим давлением остается в очищаемом оборудовании и в результате воздействия на частицы воздуха происходит у них возбуждение колебаний с последующим освобождением осажденных пылеобразных частиц и очистка оборудования.

Конструкция и принцип действия акустических преобразователей

С точки зрения конструкции акустические преобразователи состоят из корпуса преобразователя и звукового канала (рупора). Внутри корпуса преобразователя расположена мембрана из титановой жести. Корпус преобразователя при помощи гибкого шланга через детандер подсоединен к распределительной сети сжатого воздуха (0,50 - 0,65 МПа). Подаваемый сжатый воздух возбуждает колебания мембраны и одновременно с этим на острых гранях мембраны и внутренней части корпуса происходит образование турбулентного потока воздуха.

Движение мембраны и турбулентность воздуха являются потом источником звуковых волн, которые по рупору передаются в окружающую среду. В данном случае рупор здесь выполняет функцию четвертьволнового резонатора с одной стороны, а с другой стороны – направленного излучателя (однако направленность проявляется, прежде всего, на более высоких частотах). Разные длины рупоров влияют, главным образом, на свойства спектра излучаемого воздуха и только в ограниченной мере влияет на величину излучаемого акустического давления.

Акустические свойства акустических преобразователей

Акустический преобразователь излучает широкодиапазонный звук, состоящий из большого количества дискретных составляющих. Излучаемый звук образован, во-первых, основной гармонической составляющей с частотой f1, а во-вторых, более высокими составляющими с частотой, которая равняется целочисленной кратности f1. Уровни гармонических составляющих постепенно снижаются с частотой. Ходя преимущественная часть акустической мощности (дБ) сосредоточена на несколько первых гармонических составляющих, на практике имеют значение и более высокие гармонические составляющие.

На частоте первой гармонической составляющей преобразователь излучает в простор звук почти равномерно во всех направлениях. Это дано тем, что горловина рупора имеет относительной небольшой диаметр "d" а поэтому при низких частотах, на которых преобразователь работает, выполняется условие d << l (где l длина звуковой волны). Узкая направленная характеристика у акустических преобразователей появляется на более высоких частотах, где выполняется условие d ~ l, или d > l.

С увеличением расстояния „r“ от горловины акустического преобразователя уровень акустического давления Lp падает – см. рис. 1.

Рис. 1. Зависимость уровня акустического давления Lp от расстояния r от горловины рупора по осе преобразователя (акустический преобразователь типа ACL-17220).

Схема включения акустического преобразователя

Система акустического преобразователя состоит из самого акустического преобразователя, распредсети сжатого воздуха и системы управления - см. рис. 2. Из существующей сети сжатого воздуха эксплуатационной организации, через регулятор давления, шарнирный затвор и соленоидный вентиль, сжатый воздух подается по гибкому шлангу в акустический преобразователь. Соленоидный вентиль управляется существующей системой управления эксплуатационной организации или всю систему можно оснастить локальным блоком управления.

Рис. 2. Схема подключения акустического преобразователя

Рабочие условия

Для правильной работы всей системы акустического преобразователя необходимо обеспечить сжатый воздух с константной величиной давления - мин. 0,50 МПа. Поэтому система акустического преобразователя оснащена регулятором давления для его точного зарегулирования. При падении рабочего давления воздуха p_p минимального значения 0,50 МПа происходит падение уровня излучаемого акустического давления L_p в результате чего снижение воздействия акустического преобразователя – см. Рис. 3

Рис. 3. Зависимость уровня акустического давления L_p на рабочем давлении преобразователя p_p

Примеры использования акустических преобразователей

Котлы - рабочие поверхности плоских трубчатых теплообменников, перегревателей и водонагревателей, на которые осаждается пепел и пыль, ухудшающие теплопередачу и снижают эффективность котла.

Матерчатые фильтры - отстранение пыли из текстильных шлангов (рукавов) увеличивает их срок эксплуатации.

Электростатические отделители - элиминация осаждения пылеобразных компонентов дымовых газов, замена механического обивания.

Силосы и бункеры - Профилактические меры от прилипания, прежде всего, мелких материалов, профилактика для предотвращения образования сводов.

Вентиляторы - очистка рабочих колес предотвращает их неуравновешенность.