高 斌，杨 录，张 梁，田 力，刘康驰

(1. 中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051；2. 中北大学 电子测试国家重点实验室，山西 太原 030051)

0 引 言

聚音器是一种提高声学系统性能的有效装置，如图1 所示，通过可变截面面积的声导管，将声信号集中放大，实现高效率声电转换，在设备故障检测中应用广泛[1-3].

图1 聚音器应用原理图Fig.1 Schematic diagram of the sound concentrator

针对聚音器中声传播问题的求解，韦伯斯特提出声波在圆截面导管中近似平面波传播，将导管中的三维波动方程转换为一维，简化了对聚音器模型的求解[4-6]； Tamanoi等人针对机器故障振动信号，设计了一种声音收集罩，实现准确检测并诊断旋转机械中微小声音信号[7]； 羽田野甫等人设计了一种旋转抛物面声音收集器，将设备振动信号收集起来，便于信号分析[8]； Kleeman针对声纳环接收问题设计了用于缩小声发射器垂直波束宽度的抛物线反射器，并提出抛物线反射器声环境的仿真模型[9]； 对于指数型、 圆锥型、 抛物线型、 级联型、 正弦型等多种形状导管中声传播问题，Putland采用韦伯斯特理论进行分析[10]，但针对上述结构未得到具体声压解析式； Olson设计了抛物面聚音器，通对低频声音信号有效采集，并获得一定增益，给出了两端声压比解析式[11]； 孙生生等人对锥形管内的声场作了简单的理论分析，得出渐缩锥形管具有增强压比的功能[12], 但没有计算渐缩锥形管的声损耗； 项端祈比较了几种消声器常用公式的计算值，但同样没有讨论针对锥形管声损……