專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及次聲或低頻聲發(fā)生裝置，尤其是誘發(fā)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低頻聲是指頻率低于100Hz的聲波，其包括了指頻率在10-4～20Hz范圍的次聲。低頻聲包括次聲廣泛存在于自然界，隨著人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，低頻聲越來(lái)越常見(jiàn)于生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境，有些國(guó)家已經(jīng)制訂了關(guān)于次聲的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，以降低次聲對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)人體的影響，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也于1995年公布了ISO7196《聲學(xué)--次聲測(cè)定的頻率加權(quán)特性》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各國(guó)制訂工業(yè)次聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有重要指導(dǎo)意義。
授權(quán)公告號(hào)為CN2375389Y的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種用于研究次聲對(duì)人體的影響的次聲密封艙系統(tǒng)，其由一個(gè)經(jīng)封閉處理的諧振腔和腔壁上的調(diào)節(jié)管及腔壁夾層間的吸聲材料構(gòu)成的次聲壓力腔室、電聲驅(qū)動(dòng)部分和測(cè)控部分組成，振動(dòng)發(fā)生器裝在諧振腔壁上，依次與超低頻功率放大器和信號(hào)源及微機(jī)連接，諧振腔內(nèi)裝有一個(gè)次聲傳聲器，其與帶次聲濾波密封艙系統(tǒng)的聲級(jí)計(jì)聯(lián)接，聲級(jí)計(jì)與微機(jī)連接。在該申請(qǐng)中，電聲驅(qū)動(dòng)部分的次聲揚(yáng)聲器單邊放置于諧振腔壁上。該次聲密封艙系統(tǒng)的頻率范圍為2-20Hz，聲壓級(jí)為60-140dB，其主要用于研究次聲對(duì)人體的影響。但是，次聲對(duì)人體存在著潛在危害，其作用機(jī)理目前仍不完全清楚，為了研究次聲對(duì)人體的效應(yīng)，需要從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，特別是小白鼠等小型動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)。此外，目前關(guān)于除了次聲以外的低頻聲的研究相對(duì)較少，而隨著工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，低頻聲不斷增加。因此，急需有一種專(zhuān)用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的低頻聲或次聲發(fā)生裝置，從而為研究低頻聲對(duì)人體的影響提供依據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容出于上述目的，為了定量研究不同頻率、強(qiáng)度和暴露時(shí)間的次聲或低頻聲對(duì)生物的影響及其機(jī)制，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)人研制出了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)，它可對(duì)不同環(huán)境的次聲或低頻聲進(jìn)行模擬，并且使所模擬的次聲低頻聲環(huán)境具有可控制性和可重復(fù)性。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種頻率和強(qiáng)度均可調(diào)的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)，以滿足在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究次聲或低頻聲的特性以及它們對(duì)動(dòng)物體影響的需要。
本實(shí)用新型是利用電激勵(lì)原理產(chǎn)生次聲或低頻聲，它由一個(gè)經(jīng)厚鋼板封閉處理的諧振腔構(gòu)成的次聲或低頻聲壓力腔室、電聲驅(qū)動(dòng)部分和測(cè)控部分組成；次聲或低頻聲壓力腔室主要由諧振腔構(gòu)成；振動(dòng)密封艙系統(tǒng)(兩個(gè)低音揚(yáng)聲器)對(duì)稱(chēng)安裝在諧振腔壁上，依次與超低頻功率放大器、信號(hào)源和計(jì)算機(jī)聯(lián)接；諧振腔內(nèi)裝有一個(gè)次聲或低頻聲傳聲器(麥克風(fēng))，它與帶次聲或低頻聲濾波器的聲級(jí)計(jì)聯(lián)接，聲級(jí)計(jì)與計(jì)算機(jī)連接；所述電聲驅(qū)動(dòng)部分包括信號(hào)源，信號(hào)放大器以及兩個(gè)并聯(lián)的揚(yáng)聲器，所述信號(hào)放大器的頻率響應(yīng)為3-16000Hz，輸出功率為130W；所述測(cè)控部分包括用于測(cè)控和分析的計(jì)算機(jī)、次聲或低頻聲濾波器和聲級(jí)計(jì)。
在本實(shí)用新型中，通過(guò)計(jì)算諧振腔內(nèi)的聲壓級(jí)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)、寬、高尺寸恰當(dāng)?shù)暮皲摪鍙亩軌虮M量地避免諧振腔壁振動(dòng)，同時(shí)選擇電阻及功率適合的振動(dòng)密封艙系統(tǒng)(兩個(gè)低音喇叭)，從而不必使用聲壓調(diào)節(jié)管。這樣就可以利用次聲或低頻聲壓力腔室內(nèi)聲場(chǎng)的共振增益放大作用，來(lái)降低所發(fā)出的次聲或低頻聲信號(hào)的失真率，用較小的驅(qū)動(dòng)電功率產(chǎn)生較高的次聲或低頻聲級(jí)，達(dá)到研究次聲或低頻聲對(duì)生物效應(yīng)影響的目的。
在本實(shí)用新型中為了誘發(fā)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)，次聲或低頻聲的頻率范圍為0.01Hz-100Hz，可調(diào)的穩(wěn)定聲壓級(jí)范圍是60-150dB。
相對(duì)于中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN2375389Y(授權(quán)公告號(hào))的次聲發(fā)生器，本實(shí)用新型具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)1)在本實(shí)用新型的密封艙中采用兩個(gè)對(duì)稱(chēng)放置的聲源(電動(dòng)揚(yáng)聲器)。通過(guò)這種設(shè)置可以將密封艙的高端頻率提高一倍。此外，雙邊對(duì)稱(chēng)的聲源與單邊設(shè)置的聲源相比，在相同頻率下，前者的聲場(chǎng)不均勻性大大降低。
2)僅用兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的揚(yáng)聲器，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。而且在整個(gè)頻段中頻率連續(xù)可調(diào)，聲壓級(jí)高達(dá)150分貝。


附圖1是電聲驅(qū)動(dòng)的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。所述次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)由次聲或低頻聲壓力腔室、電聲驅(qū)動(dòng)部分和測(cè)控部分組成。所述次聲或低頻聲壓力腔室主要由諧振腔2構(gòu)成，所述諧振腔為經(jīng)厚鋼板封閉處理的腔室。所述電聲驅(qū)動(dòng)部分主要包括信號(hào)源7、信號(hào)放大器6以及兩個(gè)并聯(lián)的揚(yáng)聲器1。所述測(cè)控部分包括次聲或低頻聲濾波器4和聲級(jí)計(jì)5，以及用于測(cè)控和分析的計(jì)算機(jī)構(gòu)成(圖中未示出)。
所述揚(yáng)聲器1，在本實(shí)施例中為兩個(gè)250W的低音喇叭，對(duì)稱(chēng)安裝在諧振腔2壁上，依次與信號(hào)放大器6、信號(hào)源7和計(jì)算機(jī)8連接；諧振腔內(nèi)裝有一次聲或低頻聲傳聲器3，例如麥克風(fēng)，所述次聲或低頻聲傳聲器3與次聲或低頻聲濾波器4和聲級(jí)計(jì)5相連接，聲級(jí)計(jì)5與計(jì)算機(jī)8相連接。所述信號(hào)放大器6在本實(shí)施例中為輸出功率為130W的次聲或低頻聲功率放大器。
次聲或低頻聲壓力腔室(諧振腔2)以厚達(dá)6mm以上的鋼板經(jīng)焊接和拉鉚制成；在一側(cè)腔壁裝有密封膠邊的有雙層有機(jī)玻璃觀察窗的厚達(dá)6mm以上的鋼板門(mén)，以便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程觀察及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的更換；在次聲或低頻聲壓力腔室即諧振腔2的頂部安裝了照明燈，整個(gè)次聲或低頻聲壓力腔室(諧振腔2)采用鍋爐生產(chǎn)中的嚴(yán)格的密封技術(shù)進(jìn)行密封，以保證其氣密性。
在信號(hào)源(7)發(fā)出相應(yīng)頻率的信號(hào)后，通過(guò)調(diào)節(jié)超低頻功率放大器(6)的放大增益，帶動(dòng)超低頻揚(yáng)聲器振動(dòng)，來(lái)驅(qū)動(dòng)次聲或低頻聲壓力腔室內(nèi)部的聲場(chǎng)共振發(fā)聲。在該實(shí)施例中不必使用聲壓調(diào)節(jié)管，就可以利用次聲或低頻聲壓力腔室內(nèi)聲場(chǎng)的共振增益放大作用，來(lái)降低所發(fā)出次聲或低頻聲信號(hào)的失真率，用較小的驅(qū)動(dòng)電功率產(chǎn)生較高的次聲或低頻聲級(jí)，達(dá)到研究出次聲或低頻聲對(duì)生物效應(yīng)影響的目的。
其中，用于誘發(fā)實(shí)驗(yàn)小鼠出現(xiàn)慢性應(yīng)激反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的次聲頻率為8Hz和16Hz，可調(diào)的穩(wěn)定的聲壓級(jí)范圍是60dB～150dB。
放置一級(jí)雄性5周BALB/c小鼠在該次聲或低頻聲艙中，啟動(dòng)聲源，在8Hz或16Hz、80dB～130dB，每天暴露1小時(shí)、暴露持續(xù)1-28天，隨著暴露條件的改變，實(shí)驗(yàn)小鼠腎上腺皮質(zhì)束狀帶3-β羥甾脫氫酶活性、酸性磷酸酶活性、組織形態(tài)學(xué)可出現(xiàn)的相應(yīng)生理改變，包括出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞有損傷并且細(xì)胞功能處于代償狀態(tài)、細(xì)胞損傷并且細(xì)胞功能處于失代償狀態(tài)、出現(xiàn)腎上腺皮質(zhì)束狀帶的局部組織損傷。
為了全面了解次聲或低頻聲艙的性能，以保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中次聲或低頻聲暴露的真實(shí)狀態(tài)，對(duì)該次聲或低頻聲艙進(jìn)行了嚴(yán)格的次聲或低頻聲隔聲能力、非線性失真、信噪比值的測(cè)試，結(jié)果該次聲或低頻聲艙的隔聲能力為35dB，可聽(tīng)聲隔聲能力為30dB，隔聲效果好；次聲或低頻聲密封艙的非線性失真小，可以認(rèn)為在艙內(nèi)的次生活低頻聲信號(hào)為正弦信號(hào)。因而認(rèn)為該次聲或低頻聲密封艙的設(shè)計(jì)合理，工作狀態(tài)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，能產(chǎn)生穩(wěn)定的低頻聲。
為了保證實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中次聲或低頻聲艙共進(jìn)行了兩次系統(tǒng)而全面的次聲或低頻聲聲級(jí)測(cè)定校正。
本實(shí)用新型提供的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)，可在次聲或低頻聲壓力腔室內(nèi)部，產(chǎn)生0.1-100Hz，60-150dB(IL，Infrasound Level)范圍內(nèi)的任意頻率、任意低頻聲級(jí)強(qiáng)度的次聲或低頻聲。由于次聲或低頻聲壓力腔室內(nèi)聲場(chǎng)的共振增益放大作用，在低頻聲頻段內(nèi)其頻響特性好，產(chǎn)生的次聲或低頻聲信號(hào)失真小(隔聲能力35dB，信噪比40dB，非線性失真0.1-1dB)，從而使該次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)能夠滿足在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究次聲或低頻聲的特性及次聲或低頻聲對(duì)小型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生理功能影響的需要。
本實(shí)用新型的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)為現(xiàn)有技術(shù)中聲壓級(jí)最高的動(dòng)物暴露實(shí)驗(yàn)用次聲或低頻聲發(fā)生裝置。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)，包括次聲或低頻聲壓力腔室、電聲驅(qū)動(dòng)部分和測(cè)控部分組成；所述次聲或低頻聲壓力腔室為經(jīng)厚鋼板封閉處理的諧振腔(2)；所述電聲驅(qū)動(dòng)部分包括信號(hào)源(7)、信號(hào)放大器(6)以及兩個(gè)并聯(lián)的揚(yáng)聲器(1)組成；所述測(cè)控部分包括次聲或低頻聲濾波器(4)和聲級(jí)計(jì)(5)、以及用于測(cè)控和分析的計(jì)算機(jī)(8)構(gòu)成；所述兩個(gè)揚(yáng)聲器(1)對(duì)稱(chēng)放置在所述諧振腔壁上，依次與信號(hào)放大器6、信號(hào)源7和計(jì)算機(jī)(8)連接；諧振腔(2)內(nèi)裝有次聲或低頻聲傳聲器(3)，所述次聲或低頻聲傳聲器(3)與次聲或低頻聲濾波器(4)和聲級(jí)計(jì)(5)相連接，其特征在于所述次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)的頻率范圍為0.01Hz-100Hz。
2.如權(quán)利要求1所述的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)，其特征在于所述次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)的聲壓級(jí)范圍是60-150dB。
3.如權(quán)利要求1所述的次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)放大器(6)為輸出功率為130W的次聲或低頻聲功率放大器。
專(zhuān)利摘要動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用次聲或低頻聲密封艙系統(tǒng)用于研究次聲或低頻聲對(duì)小型動(dòng)物的影響，屬于次聲或低頻聲學(xué)領(lǐng)域。它由一個(gè)經(jīng)封閉處理的諧振腔構(gòu)成的次聲或低頻聲壓力腔室(2)、電聲驅(qū)動(dòng)部分(1、6、7)和測(cè)控部分(4、5)組成，振動(dòng)發(fā)生器裝在諧振腔壁上，它依次與超低頻功率放大器和信號(hào)源連接；諧振腔內(nèi)裝有一個(gè)次聲或低頻聲傳聲器，它與帶次聲或低頻聲濾波密封艙系統(tǒng)的聲級(jí)計(jì)聯(lián)接。
文檔編號(hào)B06B1/04GK2724416SQ200420089360
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者黨衛(wèi)民, 田時(shí)秀, 王生, 陳秉 申請(qǐng)人:黨衛(wèi)民