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肌肉彈性空氣動力理論
在封閉系統中利用壓力複製鳥鳴
鳥是怎麼唱歌的？事實證明，就像你和我一樣。經研究發現，鳥類和哺乳動物使用相同的聲音產生物理機制:肌彈性空氣動力理論(MEAD)機制。這項研究的關鍵是能夠透過精細控制該器官下方和外部封閉系統中的壓力來複製與我們的喉部相關的鳥類或喉嚨中的組織振盪。為了獲得這種控制，研究使用了的壓力比例閥，以實現其在封閉體積內的高精度和控制。
壓力控制激發 MEAD 振盪
動物的聲音是由聲帶組織以每秒幾百次的頻率振盪產生的離散空氣脈衝組成的。 MEAD 機制描述如何在不需要以相同頻率進行主動肌肉振動的情況下維持這些振盪，這肯定會使任何動物感到疲倦（已知最快的肌肉不能以超過250 Hz 的速度收縮。）在MEAD 理論中，氣壓在閉合的聲帶組織下方建立，直到有足夠的壓力迫使組織打開。組織不對稱地打開和關閉，通過的空氣被它的振盪切斷並發出聲音。振動的頻率決定了聲音的音高，而振動頻率則由通過喉嚨的流速和其組織的肌肉張力決定。
在封閉系統中利用壓力複製鳥鳴
鳥是怎麼唱歌的？事實證明，就像你和我一樣。經研究發現，鳥類和哺乳動物使用相同的聲音產生物理機制:肌彈性空氣動力理論(MEAD)機制。這項研究的關鍵是能夠透過精細控制該器官下方和外部封閉系統中的壓力來複製與我們的喉部相關的鳥類或喉嚨中的組織振盪。為了獲得這種控制，研究使用了的壓力比例閥，以實現其在封閉體積內的高精度和控制。
壓力控制激發 MEAD 振盪
動物的聲音是由聲帶組織以每秒幾百次的頻率振盪產生的離散空氣脈衝組成的。 MEAD 機制描述如何在不需要以相同頻率進行主動肌肉振動的情況下維持這些振盪，這肯定會使任何動物感到疲倦（已知最快的肌肉不能以超過250 Hz 的速度收縮。）在MEAD 理論中，氣壓在閉合的聲帶組織下方建立，直到有足夠的壓力迫使組織打開。組織不對稱地打開和關閉，通過的空氣被它的振盪切斷並發出聲音。振動的頻率決定了聲音的音高，而振動頻率則由通過喉嚨的流速和其組織的肌肉張力決定。
因為MEAD已被證明在哺乳動物中發揮作用，為了確定 MEAD 是否在鳥類中發揮作用，研究團隊必須複製壓力引起的氣流通過鳥鳴管
團隊希望精確控制聲帶組織下方支氣管氣道的壓力，以測試 MEAD 振盪的存在。由於家禽呼吸系統的其餘部分實際上是死胡同，我們的壓力比例閥是完美的解決方案。允許設備透過需要從體積中添加或去除空氣來維持封閉系統中的精確壓力。產品介紹請參考https: //sandbox7.allmarketing.com.tw/genndih-cms3/www/zh-CN/Proportional-Pressure-Regulator
研究小組還需要控制高達 3 kPA (0.4 PSIG) 的低正壓，以防止對他們正在研究的生物結構造成損害。為此指定在壓力比例控制器中，使用差壓感測器。其中一個遙感端口與鳥的支氣管相連，另一個則向大氣開放。這使得支氣管壓力能夠持續參考當地的大氣壓力，無論它在整個實驗過程中有多麼微小的變化。整合的類比和數位控制訊號使團隊可以輕鬆地將注射器置於支氣管壓力斜面上。
結論：壓力控制空間與冗餘
除了證明 MEAD 在鳥類中的作用外，研究小組還想確定鳥類的發聲是由獨特的肌肉命令還是冗餘控制空間引起的。為了測試這一點，研究小組改變了圍繞鳥鳴管間氣囊 (ICAS) 壓力，同時使空腔受到支氣管壓力斜坡和不同程度的肌肉刺激。第二個 PCD 用於在與支氣管體積相同的 1-3 kPa 範圍內改變模擬 ICAS 壓力。
研究小組發現，兩個壓力區間的多種壓力組合以及肌肉刺激能夠產生相同的基本頻率，這是 MEAD 常見的冗餘特徵。
值得注意的是，研究團隊還發現維持聲帶組織振蕩的空氣動力引擎不是由“聲道中氣柱的質量慣性產生的，而是由組織波引起的聲門內壓力變化”。交替的低壓和高壓以保持通過聲帶組織的流動不是由大量空氣向上移動到鳥的喉嚨引起的。相反，組織邊緣的波動會在空洞內產生必要的壓力變化。這在封閉系統中產生了一個低壓區域，直到組織再次打開。