论文总字数：12464字

摘 要

声波除灰除尘技术，目前在除尘工程领域中是常用的方式之一，也是石油开采工业除蜡防蜡的新技术。本文在详细了解各种声波发生器的同时，着重介绍了哈特曼发生器的结构、工作原理和工作状态。根据哈特曼的特性研制了改进版的吹灰声波发生器，并对其高频声波段进行了观察、定性分析。指出了声波发生器目前技术所存在的问题以及发展方向。

关键词 声波除尘器 哈特曼发生器 高频声波

Study on the spectrum of the acoustic field of air whistle

Abstract

Acoustic wave ash removal technology, at present , is one of the commonly used way in the field of dust removal engineering and oil drilling industry in addition to the new technology of paraffin wax. Details about all kinds of sound wave generator is presented in this paper, and introduces the structure , working principle and the working state of the Hartmann , generator . According to the characteristics of Hartmann, improved version of the blowing sound wave analyzed . In the mean time, pointed out the existing problems and development direction of Acoustic generator current technology.

Key word Acoustic dust removal Hartmann acoustic generator High-frequency wave

目录

第一章 引言 1

1声波的产生 1

2声波产生的方法 1

1.2.1扬声器 1

1.2.2帕尔曼发生器 2

3声波发生器的应用 3

1.3.1低频声波发生器 4

1.3.2高频声波 4

1.4发生器的应用领域 4

1.4.1发生器在工业除蜡的应用 4

1.4.2发生器在工业除尘的应用 5

第二章 发声器的设计 7

2.1.哈特曼声波发声器 7

2.1.1哈特曼声波发声器的结构 7

2.1.2哈特曼声波发生器的作用原理 7

2.1.3哈特曼发生器的振谐工作状态 8

2.1.4哈特曼发生器的频率特性 8

2.1.5谐振腔深度对谐振频率的影响 8

2.1.6声功率的改善 8

2.1.7哈特曼声波发生器的应用实验 9

2.2帕尔曼声波发生器 9

2.2.1帕尔曼声波发生器的结构 9

2.2.2帕尔曼声波发生器的作用原理 9

2.2.3帕尔曼发生器的在原油防蜡降粘方面的应用 10

2.2.4发声器性能参数的优选 11

2.3超声旋笛发生器 11

2.3.1超声旋笛的结构示意图 11

2.3.2超声旋笛的作用原理 11

2.3.3超声旋笛在防垢降粘方面的应用研究 12

2.4大功率超声波发生器 12

2.4.1超声波发生器的结构及工作原理 12

第三章 发生器的制作 14

3.1发生器的结构 14

3.2发生器的工作原理 19

第四章 声波的频率分析 21

第五章 总结 24

第一章 引言

1声波的产生

在我们的日常生活当中的绝大部分声音来源是物体的振动。比如我们讲话的声音是来源于喉内的声带的振动，扬声器发声是来源于纸盆的振动。凡是发出声音的物体都可称为声源。声源不仅限于固体，液体和气体也同样靠振动来发出声音。比如海浪的声音就是流体振动而产生的。我们的听觉系统是对声源产生的声波的客观反映，而声波的产生则是来源于声源诱发的振动在媒质中的传播。因此，产生声波的必要条件是声源和媒质。真空中没有媒质存在，因而在真空中不能传播声音。需要注意的是，声波在媒质中的传播，只是媒质振动状态的传播，媒质本身并没有向前运动。它只是在其平衡位置附近来回地振动，所传播出去的是物质的运动形态，当发生体振动时，附近的介子粒子就会随之振动，形成一系列疏密相间的波向四周传播，这就是声波。

但是由于近年来的科学发展，人们对许多声音的产生方式有了新的看法，比如吹口哨发出的声音，风吹过树叶发出的声音，这些现象都是没有在固体振动部件存在时发生的，在没有振动物体存在时，声音产生于流体的不稳定因素，即使其中存在一些表面，他们具有相当的刚性，或者作平稳的非振荡运动。流体的不均匀部分被运载通过一个随空间变化的流场时，这一不均匀部分所经受的不稳定因素是产生声音的根源。

假设有一个可以进行压缩均匀的收缩长管，其收缩部分的降压可以由包含流体密度的伯努利方程确定，当具有不同密度的流体通过收缩部位时，根据其方程，收缩部位的两端压强也随之发生变化，这样就产生了压力波，也就是所谓的声波。

2声波产生的方法

在我们生活中，声波的产生大致可以分为两种，一种是由电磁所产生的机械振动而产生的声波，例如扬声器。而另一种则是由气动产生的声波，例如帕尔曼发生器。

1.2.1扬声器

扬声器中的线圈通电时，其线圈就会产生磁场，在与磁铁的磁场相互作用下，线圈就会振动，振动就会发出声音，是通电导体在磁场内的受力作用。当交流音频电流通过扬声器的线圈（音圈）时，音圈中就产生了相应的磁场，这个磁场与扬声器上自带的永磁体产生的磁场产生相互作用力。于是，这个力就使音圈在扬声器的自带永磁体的磁场中随着音频电流振动起来。而扬声器的振膜和音圈是连在一起的，所以振膜也振动起来。振动就产生了与原音频信号波形相同的声音。

图1.动圈式扬声器工作原理

1.2.2帕尔曼发生器

帕尔曼发声器由带有收缩喷嘴的喷腔和反馈振动簧片组成。喷嘴是一个长方形的窄缝喷口，与簧片保持正对位置。通常簧片的材料由黄铜或不锈钢制成，为了减少流体流动时的能量损失，簧片的前端设计成一定斜度的尖劈，以保证流动的顺畅。流体从窄缝喷口喷出后，射流喷注冲击簧片产生振动，从而激发声波发生。

在油井生产中，人们设计了与油管连接的上下接头，可将声波发生器的两端分别与井下管柱的上下螺纹相联接，上下接头的内流道构成发声器的液流出口与进口，发声器随油泵一起工作，不需外加其他动力。具体机械结构如图(2)所示。

图2.帕尔曼发声器

3声波发生器的应用

各种锅炉设备在运行过程中都会产生各种烟气，烟气中的颗粒主要是由燃烧后的残留物质及未完全燃烧的燃料组成。当烟气从炉膛向尾部管道排放时，其炉膛和烟道内的各个换热器表面上，会出现积灰和结渣现象。灰、渣的积结大大降低了锅炉的传热效率，严重时会影响到锅炉等设备的安全运行，致使停炉进行人工清焦除渣，既降低了锅炉的利用率和使用寿命，又加了工人的劳动强度，甚至发生人员伤亡事故。

积灰、结渣是一个自然加剧的过程，为防止结渣过程愈演愈烈，其中一个重要手段就是吹灰。目前，国内外有多种除灰器，其中包括：蒸汽吹灰器、高压水力除灰器、钢球（振打）除灰器以及声波除灰器、燃烧气脉冲除灰器等。在众多类型的除灰器中，尽管除灰机理几乎都是物理除灰，但除灰方式仍大致可分为两类：一类是“触及”，如，高压蒸汽吹灰器、高压水力除灰器等，这类除灰器输出能量的载体是“射流物质”，靠“射流物质”的动量直接打击换热器表面上的灰尘和结渣，使之脱落，作用力为“直流”量；另一类是“波及”，如：声波除灰器、燃烧气脉冲除灰器等，这类除灰器输出能量的载体是“声波”或“冲击波”，利用声场能量清除锅炉换热器表面的积灰和结渣，作用力为“交流”量（或瞬态冲击量）。

传统“触及”式的除灰设备在功能上存在一些限制或缺陷，实际使用效率较低，即便少数能用者，也只使用于换热器的局部表面，整体效益难以实现。声波除灰是指利用声场能量，清除和减缓锅炉换热器表面的积灰和结焦。其原理是将一定强度的声波送入运行中的锅炉内部各种可能积灰、结渣的空间区域，通过声场能量的作用使炉内整个空间中的空气分子与粉尘颗粒产生振荡，破坏和阻止粉尘粒子在热交换器表面或者粒子之间的结合，使之始终处于悬浮流化状态，以便烟气或重力将其带走。所以声波除灰的一个重要功能是预防积灰和结焦，这是其它任何传统除灰器所不具备的优点。

1.3.1低频声波发生器

次声是频率为 2 Hz～20 Hz 的低频声波，国内外的研究证明，次声是一种对人体有害的声学污染源，它可以引起人的心理烦躁、头晕、头痛、疲劳、失眠及呼吸困难等。但到目前为止，国内外对次声发生机理及次声发生装置的研究还不够完善，特别是在可控次声源的研究方面，不论是在发声频率还是在声辐射能量方面均不够充足，而且次声发生装置复杂。所以低频声波在工业工厂中的除尘去垢的效果远远不如高频声波，所以在本文不做太多的研究。

1.3.2高频声波

Hartmann声波发生器在油井和注水井的解堵增注方面的应用研究，Pohlman声波发生器在原油防蜡降粘方面的应用研究，超声旋笛在防垢降粘方面的应用研究均取了较好的效果和经济效益。今后对高声强流体动力式声源的声波产生机理和特征的理论研究有待深入探讨。流体动力式声波发生器具有结构简单、处理量大、工作条件要求低、成本投入低廉等特点,因而在石油工业中具有广阔的应用前景。目前这种发生器已广泛应用于解堵、防垢、防蜡、降粘、破乳及加速化学反应等各个方面。然而，与应用研究相比，关于流体动力式声波发生器性能的研究还相对滞后，从而在一定程度上影响了该项技术的推广应用，因此有必要加强该方面的研究。而哈特曼声波发声器是我们主要研究对象。

1.4发生器的应用领域

1.4.1发生器在工业除蜡的应用

在石油工业中，通常原油是呈液态的气、液、固三相共存的混合物溶液，其中的固态物质主要是含碳原子数为16--64的烷烃，这种物质叫石蜡。当温度低于蜡的析出温度时，原油就会呈现出明显的非牛顿流体特性，析出的蜡晶微粒相互形成网状结构，并以结晶形式沉积在油井管壁上，出现结蜡现象。结蜡所带来的严重危害会导致油井管径缩小，粘度升高，原油流动性差，特别是对于抽油机井，极易造成抽油杆断脱，因此，油井结蜡是影响油井稳产的突出问题之一，防蜡降粘是油井管理中的重要内容。目前的清防蜡方法主要包括机械清蜡、热力清蜡和化学清蜡。其主要的缺点在于作业成本高，作业次数频繁，需停井作业，特别是防蜡效果不明显。而以流体作为动力源的帕尔曼发声器却具有成本低、不影响正常的油井生产、可长期作用等优点，因此很适用于声波防蜡。为了研究声波作用对含蜡原油的影响，人们还开展了声波降粘防蜡的实验研究。取现场高含蜡原油，在油箱中加热到预定温度后保温，循环进行声波处理，测定处理前后粘度的变化。为了在显微镜下得到清晰的图像，以柴油作为溶蜡油配制了不同含蜡量的含蜡油进行实验，拍摄了不同情况下蜡晶结构的图像，为防蜡机理的研究提供了直观的实验结果。

1.4.2发生器在工业除尘的应用

声波除灰是指利用声场能量，清除和减缓锅炉换热器表面的积灰和结焦。其原理是将一定强度的声波送入运行中的锅炉内部各种可能积灰、结渣的空间区域，通过声场能量的作用使炉内整空间中的空气分子与粉尘颗粒产生振荡，破坏和阻止粉尘粒子在热交换器表面或者粒子之间的结合，使之始终处于悬浮流化状态，以便烟气或重力将其带走。所以声波除灰的一个重要功能是预防积灰和结焦，这是其它任何传统除灰器所不具备的优点。声波清灰、除渣的机理目前在理论上仍在进一步探讨完善，声波对焦渣的作用更为复杂一些。炉膛结渣主要是因为所用燃料煤粉的含硫量高，致使粉尘颗粒积聚烧结而成。如果声波的能量足够强，使粉尘不能积聚，就能阻止焦渣的生长。同时，由于高声强声波的疲劳效应和加速焦渣断裂环，对己经结成的大块焦渣，能促使其断裂为小块自行坠落。在目前高强度声波的产生与应用尚受到各种实际条件限制的情况下，国内外的试验均己表明：声波可以使焦渣粒子间的结合力变弱，间隙增大，生长速度变慢，渣块体积变小，而易于自脱落。

第二章 发声器的设计

2.1.哈特曼声波发声器

2.1.1哈特曼声波发声器的结构

1—高速喷嘴 2—谐振腔

图2-1哈特曼发声器的结构

2.1.2哈特曼声波发生器的作用原理

发生器主要由高速喷嘴和圆形谐振腔组成。高速流体从喷嘴中射出时，由于喷嘴截面的变化性收缩，使得喷嘴前的流体压力具有周期性的变化结构，压力变化如图2-1中曲线K所示。当谐振腔置于不稳定压力变化区后，流体就会周期性地进入谐振腔，使谐振腔的压力逐渐升高并最终反馈出来。这个周期性的充填过程可解释如下：首先是流体冲入谐振腔后达到过量压力，这个过量压力传入谐振腔并反馈出来，而且重新从谐振腔中以超声速度向外流出，当这个过量压力高于喷嘴流压时，谐振腔反馈的喷注是可以克服入射喷注的，但同时谐振腔中累积的流体也开始向外流出，导致反馈的过量压力逐渐降低，在这种情况下，谐振腔中被再次装入流体介质而重新开始另一个充填过程，从而产生声波与超声波。Hartmann的研究认为，不同尺寸的喷嘴和谐振腔具有不同的固有频率，当喷嘴的射流频率与谐振腔的本征频率一致时，就会产生强烈的谐振波，如果取谐振腔直径与喷嘴直径一致，则谐振频率经验公式为：

f = C/[4(h 0.3d)]

式中d---喷嘴和谐振腔直径;

h---谐振腔深度;

C---流体介质中的声速。

通常Hartmann发生器产生的声波频率可达几十至几百kHz。

2.1.3哈特曼发生器的振谐工作状态

发声器工作状态决定着发声器工作性能的优劣。文献中未见对发声器工作状态的研究报道。但在试验中发现，发声器存在着3种不同的工作状态，可以定义为谐振态、准谐振态和非谐振态，通过示波器可观察到 3 种状态下的声波波形。其中，谐振态下的声波波形重复性好，频率稳定，幅值较大，为稳定的正弦波；准谐振态下的正弦波形稍差，频率和振幅存在着一定的波动性；非谐振态下的波形最差，为无规律的杂波，波幅最小。显然，谐振态和准谐振态是可利用的工作状态，而非谐振态则是应该避免的。

2.1.4哈特曼发生器的频率特性

频率特性是发声器最重要的参数之一，直接关系到声处理的效果。一般试验中，对各种不同型号的喷腔进行了详细的测试。研究了谐振腔深、喷距、流压、喷腔直径等参数对频率的影响 , 可得出比较详细的结果。试验中的发声器喷腔和谐振腔直径一般相等，其他型号的发声器具有类似规律。

2.1.5谐振腔深度对谐振频率的影响

设 f , L , D , h 分别为发声器的频率、喷距、喷腔和谐振腔直径 （二者通常取同一值）以及谐振腔深。试验中，分别取喷距L为10 ,15 ,20 mm等不同的数值，在不同腔深下改变流压p，观察随流压p的变化有无谐振现象出现，如果发生谐振 ，记录测得的谐振频率f。 谐振腔深与谐振频率呈非线性反比关系。在同一腔深下 ，不同喷距的谐振频率基本保持不变。

2.1.6声功率的改善

对于功率型发声器来说，发声器功率的强弱直接影响到作用效果。要从根本上改善发声器的性能，必须进一步改进发声器的发声结构，提高声功率的转换系数，以达到提高声效率的目的。试验研究发现，提高声功率的途径是增强谐振腔的反馈能力，主要手段包括将谐振腔改进为带中心杆和带反馈圆筒的两种形式。在喷腔和谐振腔之间放置一个实心棒 ，可以大大地提高谐振腔的反馈能力，改进发声器的工作性能。

2.1.7哈特曼声波发生器的应用实验

作为在石油工业中的应用，有人进行了哈特曼发声器对油层解堵增注效果的研究。在室内试验中，根据试验方案的要求制作了两种符合要求的岩心，在确定岩心的气测渗透率和水测渗透率后，将上述准备好的两块岩心在动态流动仪上进行泥浆污染，其污染压力为 3 Mpa，污染时间为 30 min 。然后利用哈特曼发声器对污染岩心作用，岩心经解堵后测量水测渗透率，计算解堵效果，并对试验结果进行分析，分别计算出污染程度及解堵后的恢复度。试验结果表明，经哈特曼发声器作用后，较低渗透率岩心的渗透率提高了126. 5 % ，较高渗透率岩心的渗透率提高了177. 1 % 。为了验证解堵效果，在胜利油田进行了一系列现场试验，取得了良好的效果。

2.2帕尔曼声波发生器

2.2.1帕尔曼声波发生器的结构

1—下接头 2---喷嘴 3—上接头 4—簧片

图2-2哈特曼发声器的结构

2.2.2帕尔曼声波发生器的作用原理

发生器主要由高速喷腔和反馈簧片组成。喷腔带有一个长方形的窄缝喷口，与簧片保持正对位置，喷腔是流体激发源，属动力系统，簧片是一种机械式共振器，属能量反馈系统。簧片类型包括支点式和悬臂式两种，其中支点式由4个支撑点支持，将簧片振动的波节点架住以减轻波动阻尼，悬臂式的一端固定，另一端可自由振动，这是一种改进型的共振器，振动效果要好于支点式。流体自窄缝喷口喷出后，由于流速较快以及流体粘度的作用，在射流轴线两侧将产生两串涡流，涡流在窄缝的两边轮流发出，旋转方向相反，这些涡流是产生振动宽带谐波和射流横向上流压脉动性的主要原因。声波发生器的声辐射密切地依赖于流体的流动性质及涡流，这些涡流引起新的流动并产生声场，该声场又反作用于不稳定的涡流，从而加速流体间的相互振荡作用。如果在喷口前放置一个共振簧片，就会产生强烈的边棱音，同时也激发出簧片尖劈上的局部流体振荡。喷口射出的喷注受到横向不稳定的扰动，流体的冲击力以及涡流与尖劈相互作用，形成一个强有力的声发射系统。边棱音的产生机理有两种说法，一个涡流到达尖劈时产生一个压缩波，压缩波以声速传回喷口时又引起另一涡流，如果反馈作用的相角和大小合适，就能维持稳定的声辐射。尖劈附近的运动对喷注引起反作用，从而在横向速度上引起一个新涡流，产生声波振动。

2.2.3帕尔曼发生器的在原油防蜡降粘方面的应用

开展的应用研究工作主要包括发声器性能参数优选、室内实验研究、现场应用三个方面。实验测量装置由水箱、帕尔曼发声器、水听器、数字存储示波器以及数据采集分析系统组成。发声器和水听器置于水箱中，通过水泵循环水箱中的水激发发声器工作。测量装置如图所示。

1为循环水流；2为声波发生器；3为水听器；4为声波器和数据分析系统

图2-3帕尔曼发声器的结构

2.2.4发声器性能参数的优选

室内实验研究了影响声振动频率和声振动强度的参数关系，目的是为了获得高声强的振动声波，以增强作用效果，在实验效果的基础上对发声器进行了参数优选。在保持喷口与簧片的几何尺寸不变的条件下，声波频率的大小取决于喷口流速u与喷距d(喷口与簧片的距离)。实验结果表明，频率与喷距成反比，与流速成正比。

2.3超声旋笛发生器

2.3.1超声旋笛的结构示意图

1—电动机 2—转盘 3—定盘 4—叶轮机

图2-4超声旋笛发声器的结构

2.3.2超声旋笛的作用原理

高压流体通过导流孔以高速交替断续通过定盘上的小孔，冲击流体介质而发出声波和超声波。转盘转动时，定盘上的小孔时而被转盘所掩盖，时而与转盘上的导流孔相重合，产生脉动性的流体柱，这种流体柱对周围介质产生周期性的冲击压力，导致声波与超声波的产生。

在理想情况下，转盘和定盘应紧密相接，这样旋笛的发效率是相当高的，但在转盘高速旋转时要完全密合是不可能的，虽然会导致流体的泄漏以及效率降低，但二者应留有适当间隙，在不影响转盘高速运行的前提下，间隙应尽量减小，这样对机械加工精度提出了较高的要求。要提高旋笛的效率，除了减小转盘与定盘的间隙外，还可以通过提高入射流压以及改进小孔形状来实现。通过选择适当小孔组合，加大流量系数，可以提高输出功率，一般转盘上小孔为矩形，定盘上小孔为圆形最为合理。应当注意的是，提高入射流压虽然可以提高功率，但在超过某一极限值后，功率增加很慢，从经济观点上讲是不合适的。旋笛基频计算公式为f= nN/60 ，其中n为转盘转速;N为转盘上的小孔数。现代的超声旋笛可提供10~200kHz频率范围内的声波，能在效率为50%~70%的条件下输出数千瓦的有效功率，空气旋笛在其输出端产生的声强可达10W/cm²。

2.3.3超声旋笛在防垢降粘方面的应用研究

由于超声旋笛对工作环境要求相对较高，所以目前还未见现场应用的相关报道，但通过室内实验可以看出，超声旋笛在防垢降粘方面有着良好的应用前景，尤其是在油井声波防垢降粘方面，有必要进一步加强研究。

2.4大功率超声波发生器

2.4.1超声波发生器的结构及工作原理

大功率超声波发生器系统主要由点火引信、爆炸腔(燃烧室)、炸药(燃料)、喷管、哈特曼声波发生器阵列、波导管等组成，如图所示两种结构。图(a)中燃料点火燃烧产生大量高能气体流，经喷管喉部加速后产生超音速射流，驱动哈特曼超声波发生器阵列。图(b)是通过弱爆轰产生高能量气体，瞬间高能量气体在喷口直接形成超音速流，驱动哈特曼超声波发生器阵列。

a燃烧室燃烧经加速产生超音速流

图2-5大功率超声波发生器

b爆轰产生强超音速流

图2-6大功率超声波发生器

第三章 发生器的制作

3.1发生器的结构

根据哈特曼振谐管的原理，我们设计了简易的吹灰器CAD制图，如图3-1，如图3-10等。

图3-1哈特曼振谐管的CAD制图

图3-2哈特曼振谐管的CAD制图

图3-3哈特曼振谐管的CAD制图

图3-4哈特曼振谐管的CAD制图

图3-5哈特曼振谐管的CAD制图

图3-6哈特曼振谐管的CAD制图

图3-7哈特曼振谐管的CAD制图

图3-8哈特曼振谐管的CAD制图

图3-9哈特曼振谐管的CAD制图

图3-10哈特曼振谐管的CAD制图

3.2发生器的工作原理

吹灰器主要是由5个哈特曼声波发生器列阵组成，图3-7就是哈特曼声波发生器的圆形谐振腔的简易图。我们在哈特曼声波发生器的基础上做了一个小的改动。一个高速喷嘴和对应的一个圆形谐振腔就可以组成一个简易的哈特曼声波发生器。高速的流体通过喷嘴截面的变化收缩，使得喷嘴前的流体压力具有周期性的变化结构, 当谐振腔置于不稳定压力变化区后，流体就会周期性地进入谐振腔，使谐振腔的压力逐渐升高并最终反馈出来。这个周期性的充填过程可解释如下：首先是流体冲入谐振腔后达到过量压力，这个过量压力传入谐振腔并反馈出来，而且重新从谐振腔中以超声速度向外流出，当这个过量压力高于喷嘴流压时，谐振腔反馈的喷注是可以克服入射喷注的，但同时谐振腔中累积的流体也开始向外流出，导致反馈的过量压力逐渐降低，在这种情况下，谐振腔中被再次装入流体介质而重新开始另一个充填过程，从而产生声波与超声波。

吹灰器是由喷管、开口振荡区和谐振腔组成。要求气流流速高于其声速，气流喷口内的压力与空气大气压差 Pc 必须大 0.09MPa。当气流从喷口喷出时，喷嘴与共振腔之间的压力产生周期性的起伏。这是由于气流速度超过声速产生的，具有不稳定性。把共振腔置于不稳定区域即激发出强的超声波。哈特曼超声波发生器的特点是，结构简单，造价低廉，产生超声波功率大，而且产生的超声波易于与空气阻抗匹配。为了提高发声功率，吹灰器发声系统使用哈特曼超声波阵列。采用声波导管对产生声波进行能量的汇聚，在一定的发射角度发射，以提高有效的作用效率。

根据CAD制图，由合作厂方加工的简易声波吹灰器如图3-11

图3-11简易声波吹灰器

试验时，由80kg压力左右的高压氮气钢瓶提供气源，由此产生的声波震耳欲聋，但要了解一下它产生的最高频率大概是多少，为今后的生产使用掌握必要的参数。

第四章 声波的频率分析

在实验时，我们将声波的发生器与氮气钢瓶连接，调节阀门，高压氮气流冲击发声器，用音频探头检测发声器外50cm处的声波。音频探头连接数字示波器，观察波形并记录下来。测到的波形图如图4-1。由于频谱分析仪比较昂贵，性能一般的也要几万元，物理实验室暂时还没有配备，因此，本实验只能通过示波器的观察，对今后设计的改进有一定的指导作用。图片由实验现场的手机拍摄。

图4-1发声器的频谱观测

图4-2发声器的频谱观测

图4-3发声器的频谱观测

图4-4发声器的频谱观测

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