Page 157 - 《应该声学》2022年第2期

第 41 卷 第 2 期 吴博悦等： 超声清洗装置空化噪声谱分析法空化噪声级测量 325

dB dB
0.06 0.06
0.78 0.44
70 70
2.48 1.96
60 60
5.22 5.00
W e /W 8.19 50 W e/W 10.49 50
7.59
11.26
40 40
15.46
16.82
30 20.92 30
22.06
28.13
30.65 20 20
32.09 32.09
-120 -80 -40 0 40 80 120 -70 -50 -30 -10 10 30 50 70
x/mm y/mm
(a) x=-120~120 y=0ጳ඀ 2.5φៈฉ٪ܦጟѬ࣋ (b) x=0 y=-70~70ጳ඀ 2.5φៈฉ٪ܦጟѬ࣋
dB dB
0.06 0.06
55
0.78 0.44 45
50
2.48 1.96
40
45
5.22 5.00 35
W e /W 8.19 40 W e/W 7.59
11.26 35 10.49 30
30 15.46
16.82 25
25 20.92
22.06
20
20 28.13
30.65
32.09 32.09
-120 -80 -40 0 40 80 120 -70 -50 -30 -10 10 30 50 70
x/mm y/mm
(c) x=-120~120 y=0ጳ඀ 2.25φៈฉ٪ܦጟѬ࣋ (d) x=0 y=-70~70ጳ඀ 2.25φៈฉ٪ܦጟѬ࣋
图 13 超声清洗槽 x = −120 ∼ 120，y = 0 线段与 x = 0，y = −70 ∼ 70 线段上谐波噪声级分布图
Fig. 13 Distribution diagram of harmonic noise level on x = −120 ∼ 120, y = 0 section and x = 0, y = −70 ∼ 70
section of ultrasonic cleaning device bath

取运动测量的运动路径中 x 方向和 y 方向的一 内整体的稳态空化强度；但如果要追溯稳态空化的
段做空化分布分析。以水听器 1 s 运动的小段位移 起始，则需从空化分布图中寻找率先出现 2.5 倍谐
为微元，求不同输入电功率下各微元的谐波噪声级， 波噪声级的位置，此时，水听器的运动轨迹选择至关
结果如图13所示。 重要。由于瞬态空化分布集中，运动测量时会使瞬
图13横坐标为线段上微元的位置；纵坐标为换 态空化起始时少量的瞬态空化信号湮没在空间平
能器输入电功率，自上而下功率依次增大；颜色由 均之中。因此，无法使用随机的空间平均说明清洗
冷至暖，代表谐波噪声级的由小到大。由图13可知， 槽内整体的瞬态空化强度，应在瞬态空化集中区域
在超声清洗槽的分析线段上，当达到稳态空化和瞬 进行测量。同样，在瞬态空化测量时水听器测量位
态空化阈值后，2.5倍谐波表示的稳态空化与2.25倍 置的选择至关重要。本文是根据超声清洗装置内抽
谐波表示的瞬态空化均匀的分布于分析线段上，稳 取的几个平面的声场分布来选择测量位置与运动

态空化相比瞬态空化更为密集。此时，空间平均的 轨迹。对水听器测量位置与运动轨迹的其他选择依
空化噪声级可以较好地表示超声清洗槽中的空化 据与方法需在进一步研究中进行。
强度。 在超声清洗槽的声场环境中，测量曲线各个变
化环节分界点明显，稳态空化与瞬态空化都分布均

4 讨论与结论 匀，空间平均能较好地说明清洗槽内整体的稳态空
化与瞬态空化状况。在该环境下，计算空间平均得
在超声清洗装置的声场环境下，由于稳态空化 到的空化噪声级能较好地表示空化强度。
分布广泛，运动测量的空间平均值可以说明清洗槽 本文测量空化分布实验中，如果水听器在某位