水听器复数灵敏度的激光法校准

利用激光测振技术直接检测声场作用下的水介质质点振速,通过推算得到声场中该点声压的幅值和相位,从而可精确校准水听器的复数灵敏度.利用该技术,我们在10～100 kHz频段建立了一套水听器复数灵敏度的校准装置.本文简要介绍了装置的校准原理、方法以及各组成部分,并对Φ20球形水听器进行实验测试.结果表明,激光测振技术是一种有效的校准水听器复数灵敏度的方法,校准结果具有很高的精度.     

水听器复数灵敏度相位测时校准法

本文提出并论述了水听器复数灵敏度相位测时校准法.常规的水听器复数灵敏度校准,要求准确测定工作换能器之间的距离,但在具体实施中很难保证测量的准确度.水听器复数灵敏度相位测时校准法,就是利用时间测量取代距离测量进行灵敏度相位校准,文中阐述了水听器复数灵敏度相位测时校准法的测量原理、方法和实施步骤.     

高静水压下标准水听器的自由场灵敏度校准

根据球面波互易原理，建立了基于高压消声水罐的标准水听器自由场灵敏度校准系统。利用该系统，在常压到10MPa不同静水压力下和2-200 kHz频率范围内，分两个频段校准了两只标准水听器的自由场灵敏度，并将其在常压下校得的灵敏度数据与利用“1-200kHz水声声压计量标准装置”校得的数据进行比较，结果非常接近，说明该系统的校准数据是正确的，并具有很高的精度。     

0.01～1 Hz水声声压标准装置的研究

为了精确测量和分析低于1Hz频率的甚低频水声信号，建立了0．01～1Hz水声声压标准装置。装置由声压生成系统、正弦振动系统和电子测量与控制系统所组成，采用静水压激励法产生0．01～1Hz频率范围内变化的声压。在低频段的声压值为195．86Pa。在高频段的声压值由于受振动惯性力的影响，随频率的增高而减小，但通过对等效高度的精确求定也可精确已知。装置可直接校准甚低频水听器的开路电压灵敏度值，校准值的扩展不确定度为0．3dB(P=95％)。     

矢量水听器自动校准系统的研究及实现

研制的矢量水听器自动校准系统在水声计量领域具有重要的应用价值,能够实现低频范围内矢量水听器的自动校准。利用动态信号采集卡采集被测信号和标准水听器的输出信号,对驻波管内的声场分布进行了测量分析,对系统的测量不确定度进行了分析评定,对声压灵敏度进行了比对测试。该系统校准矢量水听器的扩展不确定度为1.6dB。     

水声管内水听器固有相位差的补偿方法

1简介 双水听器水声管对两个水听器之问的相位一致性有较高的要求,如果不能对两个水听器之间固有的相位差进行有效地补偿,则导致材料的声学特性的测试误差较大.水听器一般的二级校准方法[1]为自由场校准方法或需要配套的设备,获得的相位修正函数对于应用于水声管内的声场测试修正并不精确,很少有文献针对水声管系统的特殊要求来校准水听器之间的相位差,而针对应用于特定系统的水听器之间的响应具有特殊性.论文利用全反射界面的条件下,利用水声管内形成的定波场的特性对水听器进行校准,论文进行了理论分析后,对结论进行了试验验证.     

变温变压环境中大面积水听器灵敏度低频校准方法

针对在变温变压环境中缺少低频大面积水听器灵敏度校准手段的问题,提出了在行波管中校准水听器的半行波管法:将待校准水听器放置于行波管中,通过控制行波管两边的有源终端,在待校准水听器与辅助换能器之间形成行波场,与主发射换能器之间形成驻波场.推导了水听器灵敏度的校准公式.在常温常压环境下,通过与传统低频校准方法的比对,校准结果...     

矢量水听器的低频相位校准方法

描述了一种在平面驻波声场中,对矢量水听器进行相位校准的方法,该方法可以在20Hz～2kHz频率范围内,对矢量水听器的矢量通道和声压通道之间的相位差进行校准.     

三维同振型矢量水听器设计

为了使同振型压电陶瓷矢量水听器在低频和甚低频下有高的振速接收灵敏度和优良的偶极方向性,采用高灵敏度的双迭片压电弯曲圆片作为加速度计和注水银技术。简要介绍了该矢量水听器的结构设计和水银量补偿两个关键技术,给出三维同振型矢量水听器声学性能测试结果。     

矢量水听器低频绝对校准装置研究

提出了矢量水听器低频绝对校准装置。首先给出了矢量水听器绝对校准的原理,通过测量声源辐射面的加速度,利用驻波管中平面驻波声场中的声压、质点振速和质点加速度在垂直方向上的分布规律,得出了校准计算公式;之后对校准装置中平面驻波场在垂直方向上的分布规律进行了测量验证,并对测量用加速度计进行了校准;最后对待校矢量水听器的灵敏度和指向性进行了测试。结果表明:在10~315 Hz频带内,矢量水听器低频绝对校准装置在±1 d B误差允许范围内,可用于矢量水听器的绝对校准。     

5Hz~10kHz频率范围矢量水听器国际主导比对

利用VHS56、VHS90和KPG-10作为比对传递用矢量水听器,中国杭州应用声学研究所与俄罗斯VNIIFTRI开展了 5Hz～10kHz 频率范围矢量水听器校准国际比对。利用各自的自由场互易法和垂直驻波管比较法校准装置,校准了3只矢量水听器X、Y、Z通道的灵敏度。从校准结果看,一致性较好,174个频率点中,仅有一个频点的校准值与参考值的偏差略微超过参考扩展不确定度,绝大部分频率点的测量偏差都小于±0.5dB,检验和验证了中俄双方矢量水听器校准装置的准确性和可靠性。     

干涉型光纤水听器灵敏度校准方法研究

研究了利用贝塞尔函数比值来估算得到干涉型光纤水听器光相移的方法,而得到光纤水听器的相移灵敏度。对理论模型进行了模拟,并对一推挽式干涉型零差光纤水听器进行了实际校准。     

矢量水听器校准装置的不确定度评定

本文介绍了矢量水听器校准装置的工作原理,系统组成及校准矢量水听器灵敏度和指向性的工作流程,并对该装置的不确定度进行分析评定。     

基于空间平均效应修正的水听器校准方法研究

水听器是医学超声定量检测标准器，对其灵敏度的准确测量是进行声场参数计量的基础，也是保障超声诊断、理疗和治疗设备安全性的关键环节。为了解决水听器的空间平均效应引起灵敏度误差增大的问题，在使用比较法校准水听器时，采用了基于空间平均效应修正的水听器校准方法。首先在脉冲波下扫描声场得到各频点下的声束宽度，然后结合水听器的有效直径建模得到空间平均修正模型，最后引入修正模型。通过实验与修正前的结果进行比较，修正后的平均相对误差减小了4.1%,测量不确定度为1.3 dB(k=2),验证了该方法的有效性。     

中俄在250 Hz～200 kHz频段的水声声压比对校准

2009年9月至2010年6月,利用B&K 8104和TC 4033水听器作为比对校准用标准水听器,杭州应用声学研究所和俄罗斯国立物理技术与无线电工程测量研究院之间开展了250 Hz～200 kHz频段水声声压的比对校准。尽管中俄双方所使用的测量方法、校准技术和测量装置不同,但双方的校准结果非常一致,最大的偏差只有0.36 dB。经中俄双方专家讨论和分析后一致认为,两个部门在该频段内校准水声声压所采用的测量方法和校准技术是正确的,测量装置给出的校准结果是精确、可靠的。     

开阔水域下换能器指向性实船校准方法研究

随着换能器谐振频率的降低,其尺寸一般会增大,现有的测量方法对其指向性的测量越来越困难,而且换能器在实船安装前后性能会发生变化.文章提出了一种基于三维立体水听器阵列的开阔水域下换能器指向性实船校准方法.利用超短基线定位和坐标转换确定待校准换能器与水听器阵列的位置与方向,并通过水听器阵的接收声压数据绘制换能器的指向性图.在...     

一种变温环境下水听器灵敏度校准系统的设计

针对缺少在变温条件下校准水听器灵敏度方法的问题,设计了一套基于动圈换能器声管的变温水听器灵敏度校准系统。建立模型分析声管内的声压分布,并计算了变温后对灵敏度校准结果的补偿量;利用Comsol仿真不同声管厚度对声场的影响,分析了底面非均匀振动和不同尺寸的水听器对校准结果的影响,确定了合适的声管尺寸和测量方法。分别在常温与变温条件下对不同尺寸的水听器进行校准并将校准结果与标准值比较。结果表明,此系统在常温下的校准结果与标准值的偏差低于0.5 dB,变温条件下的测量结果与标准值偏差低于0.6 dB,整体系统的扩展不确定度约为1.0 dB。     

两换能器互易法校准高频水听器若干影响因素的研究

两换能器互易法由于将校准归结到若干电学量的测量,目前是校准高频水听器的主要方法之一。校准水听器过程中,在保证电学量测量精度的情况下,开展了诸多影响因素的研究,主要包括辅助换能器有效直径、声场中心对称性,水听器浸泡时间,水含氧量及衰减修正等引起的影响研究等。研究表明,在准确计算出衍射修正参数G1、平均效应修正参数G2的前提下,辅助换能器有效直径、衰减修正等引入的影响较大,而声场的非中心对称性、水听器浸泡时间及水含氧量带来的影响较小。结果表明,所建立的高频水听器校准装置,在0.5～15 MHz的频率范围内,校准结果与英国国家物理实验室的校准结果非常接近,结果准确可靠。     

测量水听器的一种低频校准方法

本文提出测量水听器的一种新的低频校准方法,能以简单的设备在宽频带内快速校准不同类型的测量水听器。在5～2000Hz频率范围内,此方法的总不确定度小于±1.0dB。     

行波管校准技术

本文介绍静水压在0.1～10MPa,频率在20～4000Hz,温度在4℃～40℃范围内连续可变的水声换能器校准设备——行波管校准装置.校准装置利用有源消声原理在声波导管中产生平面行波.在500～2000Hz范围内可对标准水听器进行互易校准.校准精度优于±0.5dB;在整个频率范围内可对声呐换能器或测量水听器作比较校准,精度优于±0.7dB.