ЭКРАНИРОВАННОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к акустической технике, а именно к экранированному акустическому устройству, предназначенному для одновременного воспроизведения как акустического сигала (звукового давления) так и вибрационного сигнала (виброускорения) и может быть использовано при проведении акустических и вибрационных испытаний объектов, а также для оперативного определения частотных характеристик (градуировки) вибропреобразователей из состава программно-аппаратных комплексов контроля защищенности речевой информации в местах эксплуатации в условиях защищенности объектов испытаний от воздействия электромагнитного излучения устройства.
Известен контейнер с экранированием от электромагнитных излучений размещенной в нем аппаратуры (патент RU 144841 U1, опубликован 10.09.2014), который состоит из корпуса из электропроводящего материала, имеющего дно, боковые, переднюю и заднюю стенки и крышку, соединенную петлями и цилиндрическими амортизаторами с возможностью вращения для открытия и закрытия; средств экранирования в закрытом состоянии, размещенных по периметру разъема крышки и корпуса; вентиляционных панелей в стенках корпуса; запирающего устройства, обеспечивающего силовое контактное соединение средств экранирования при закрытии крышки; универсальной интерфейсной платы контроллера ввода/вывода, установленной в корпусе; на одной из стенок установлен, по меньшей мере, один вентиляционный блок, состоящий из экранирующей электромагнитное излучение вентиляционной панели и вентилятора, а на противолежащей ей стенке имеется вентиляционная панель, при этом на стенках внутри корпуса установлены: блок питания, разветвитель питания, экранированный сетевой фильтр, сетевой концентратор, медиаконвертер и экранированные разъемы ввода-вывода волоконно-оптических линий связи медиаконвертера («витая пара - ВОЛС»); в крышке имеется смотровое окно с оптически прозрачным фильтром, экранирующим ЭМИ; корпус и крышка имеют запирающее устройство, позволяющее пломбирование контейнера в закрытом состоянии; в одной из стенок корпуса предусмотрена установка экранированных разъемов ввода-вывода волоконно-оптических линий связи и медиаконвертера.
Недостатками данного контейнера является его сложность и большие массогабаритные характеристики, а также то, что для обеспечения свободного выхода воздуха, создающего звуковое давление, из экранирующего контейнера, в нем необходимо делать отверстия (окна), которые значительно снижают эффективность экранирования.
Из источника, найденного в сети Интернет: http://infobez.org/activities/catalog1/szi_tk2/zawita_informacii_v_special_no_formimemyh_kanalah2/kolonka_akusticheskaya_ekranirovannaya_uek/ известно акустическое устройство, которое предназначено для создания акустического давления в диапазоне частот от 125 Гц до 10 кГц при проведении специальных исследований электронной аппаратуры с целью выявления эффекта электроакустических преобразований. Недостатками данного устройства является большие массогабаритные характеристики экрана для акустического устройства, а также то, что для обеспечения свободного выхода воздуха, создающего звуковое давление, из экранирующего контейнера, в нем необходимо делать отверстия (окно), которые значительно снижают эффективность экранирования.
Известно экранированное акустическое устройство (см. патент РФ № RU 208879 U1, МПК: G12D 17/00 «Экранированное акустическое устройство», Кубов Е.Н., Балтацу О.Е., опубл. 19.01.2022, Бюл. №2), предназначенное для воспроизведения акустического давления при проведении испытаний объектов, содержащее электродинамический громкоговоритель, установленный в корпусе, при этом громкоговоритель разделен на две части, электромагнитную и акустическую, причем электромагнитная часть, содержащая катушку, размещенную в кольцевом зазоре постоянного магнита, керн, центрирующие шайбы катушки и каркас, усилитель сигнала, блок питания и другие электронные модули, размещена в экранирующем контейнере, который закреплен в корпусе, а акустическая часть, содержащая диффузор, размещенный на подвесе в корзине диффузора, центрирующую шайбу между корзиной и диффузором, а также пылезащитный колпачок, закреплена в корпусе устройства вне экранирующего контейнера, причем электромагнитная часть громкоговорителя, соединена с акустической частью громкоговорителя толкателем, с помощью которого механические колебания катушки передаются от электромагнитной части на акустическую часть, при этом толкатель может соединять катушку и диффузор через шарниры, каждый из которых связан с катушкой и диффузором для передачи колебаний под различными углами.
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по техническому решению к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является невозможность, наряду с воспроизведением акустического давления, воспроизведения единицы виброускорения для целей испытаний.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей экранированного акустического устройства в части возможности воспроизведения единицы виброускорения для целей испытаний. При этом при проведении испытаний могут также решаться задачи по реализации процедур оперативной градуировки вибрационных каналов программно-аппаратных комплексов зашиты речевой информации в местах их применения.
Технический результат достигается за счет того, что в устройство по прототипу дополнительно включена вибрационная часть для воспроизведения единицы виброускорения, состоящая из дополнительного толкателя, неподвижно соединенного, с одной стороны, с обратной стороной центрирующей шайбы катушки электромагнитной части, а с другой стороны, через отверстие в керне, в стальном магнитномягком листе постоянного магнита, в корпусе экранирующего контейнера и корпусе системы, с упругой вибрационной пластиной, закрепленной на корпусе системы, и имеющей в центре пластины устройство для крепления на ней испытываемых объектов (вибропреобразователей).
Указанная совокупность существенных признаков вибрационной части устройства позволяет расширить функциональные возможности экранированного акустического устройства в части возможности воспроизведения им единицы виброускорения для целей испытаний.
На фигуре представлена схема экранированного акустического устройства с дополнительной вибрационной частью для создания виброускорения.
Экранированная виброакустическая система содержит электродинамический громкоговоритель, установленный в корпусе (1), при этом громкоговоритель конструктивно разделен на три части - электромагнитную (2), акустическую (3) и дополнительную вибрационную часть (4), причем электромагнитная часть размещена в экранирующем контейнере (5), который закреплен внутри корпуса системы, а акустическая часть (3) размещена вне экранирующего контейнера и также закреплена в корпусе (1) системы, при этом электромагнитная часть (2) громкоговорителя соединена с акустической частью (3) громкоговорителя толкателем (6) с помощью которого механические колебания от электромагнитной части (2) передаются на акустическую часть (3), воспроизводящую поле звукового давления. Внутри экранирующего контейнера (5) кроме электромагнитной части (2) громкоговорителя размещаются усилитель сигнала, блок питания и другие электронные модули (7).
Акустическая часть включает в себя диффузор, размещенный на подвесе в корзине диффузора, металлическую центрирующую шайбу между корзиной и диффузором, а также пылезащитный колпачок (на фигуре не указаны).
Электромагнитная часть включает в себя катушку (8) из медного провода, размещенную в кольцевом зазоре постоянного магнита (9), задняя часть которого закрыта стальным магнитомягким листом (12), в который запрессован сердечник в виде керна (10), а также упругие центрирующие шайбы с каркасом (11).
Согласно техническому решению полезной модели, в акустическое устройство добавлена вибрационная часть (4), состоящая из дополнительного толкателя (13), неподвижно соединенного с одной стороны с обратной стороной гибкой центрирующей шайбы (11) катушки электромагнитной части, а с другой стороны, через отверстие в керне (10) электромагнитной части системы, в корпусе экранирующего контейнера и корпусе системы, с упругой вибрационной пластиной (14), закрепленной на корпусе системы; в центре пластины имеется устройство (15) для крепления на ней испытываемых вибропреобразователей. При этом дополнительный толкатель предназначен для передачи механических колебаний катушки электромагнитной части на упругую вибрационную пластину устройства.
Экранирующее акустическое устройство работает следующим образом. При включении устройства на катушку, расположенную в поле постоянного магнита, подается напряжение переменного электрического тока с центральной частотой 1/3-октавного ряда в требуемом диапазоне частот, и она начинает механически колебаться, воспроизводя тем самым единицу виброускорения. При этом на устройстве крепления вибрационной пластины устанавливается испытываемый объект (вибропреобразователь) и проводится его испытание или определение частотных характеристик (градуировка). При этом градуировка, как правило, проводится во всем частотном диапазоне на центральных частотах 1/3 октавного ряда.
Передача механических (вибрационных) колебаний от электромагнитной части к вибрационной части устройства осуществляется с помощью дополнительного толкателя, который может иметь различную конструкцию и материалы (дерево, алюминий и др.). Для повышения чувствительности и диапазона воспроизведения величины виброускорения упругая чувствительная пластина вибрационной части устройства может быть выполнена в виде гофрированной мембраны, в качества материала которой могут быть использованы всевозможные резины, дерматины, пропитанные поролоны.
Изготовлен лабораторный образец (макет) экранированного акустического устройства с вибрационной частью и проведены его исследования и испытания в виброакустической лаборатории ГНМЦ МО РФ, г. Мытищи, с применением вибрационной части эталонного комплекса (системы измерительной виброакустической типа ВС-321) в диапазоне частот от 100 до 8000 Гц. При этом лабораторный образец устройства перед проведением испытаний был откалиброван по виброускорению с применением указанного эталонного комплекса. Объектами испытаний являлись вибропреобразователи типа АР2098-100-01, входящие в состав программно-аппаратных комплексов защиты речевой информации. Результаты исследований подтвердили осуществимость воспроизведения лабораторным макетом устройства единицы виброускорения в диапазоне частот от 100 до 8000 Гц для целей испытаний, градуировки или определения частотных характеристик вибропреобразователей.
Тем самым подтверждена возможность использования предложенного технического решения полезной модели при проведении вибрационных испытаний объектов, а также для оперативной градуировки вибропреобразователей из состава программно-аппаратных комплексов контроля защищенности речевой информации в местах эксплуатации в условиях защищенности объектов испытаний от воздействия электромагнитного излучения устройства.