Studies of excitation modes of thermoacoustic emitters of sound – of thermophones

В работе проведён анализ влияния режимов возбуждения термофона на его акустическую эффективность. В настоящее время для возбуждения современных термофонов используют два режима возбуждения соответствующих случаям, когда в активном элементе термофона текут: 1) постоянный электрический ток I0 и переменный электрический ток i(f) = Imsin(ωt); 2) только переменный ток i(f) = Imsin(ωt). В этих случаях термофон излучает звуковые волны, амплитуды колебательных скоростей которых um1 и um2 соответствуют номерам режимов. При этом показано, если выполняется неравенство I0 >> Im, то отношение колебательных скоростей um1 / um2 ≥ 28. Как следствие этого, уровень излучения звука при 1 режиме возбуждения более чем на 29 дБ выше, а мощность акустического излучения в 860 раз выше по сравнению со вторым режимом возбуждения. Таким образом, для создания мобильных эхолокационных систем, работающих в газах, могут быть использованы термофоны, в которых реализован первый режим возбуждения, имеющий более сложную схему электрического питания. The paper analyzes the influence of thermophone excitation modes on its acoustic efficiency. Currently, to excite modern thermophones, two excitation modes are used corresponding to cases when in the active element of the thermophone flows: 1) direct electric current I0 and alternating electric current i(f) = Imsin(ωt); 2) only alternating current i(f) = Imsin(ωt). In these cases, the thermophone emits sound waves whose vibrational speed amplitudes um1 and um2 correspond to the mode numbers. It is shown that if the inequality I0 >> Im, is satisfied, then the ratio of vibrational speeds um1 / um2 ≥ 28. As a result, the sound radiation level at 1 excitation mode is more than 29 dB higher, and the acoustic radiation power is 860 times higher compared to the second excitation mode. Thus, to create mobile echolocation systems operating in gases, thermophones can be used, in which the first excitation mode is implemented, which has a more complex electrical power supply scheme.