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。     

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.     

基于溢流环换能器液腔的水听器校准系统

针对溢流环换能器液腔振动表现出的优秀低频特性,提出利用溢流环换能器液腔内部声场进行低频校准的校准方法。首先分析了溢流环换能器液腔特性,并在现有刚性罐体的基础上,构造出了一套无须激振台,以溢流环换能器为低频声源,溢流环换能器液腔为两端开口振动液柱的低频比较法校准系统。通过实验测量确定了液柱高度为15 cm处的圆心位置为最佳的比较法测量点,实验测试该点在100~1400 Hz频段的径向声压变化不超过5%。对Ф20 mm球型水听器进行比较法测量,在100~1000 Hz频段的测量结果与标准校准结果最大偏差为0.8 dB,测量不确定度为1 dB。结果表明,以溢流环液腔为基础构造的低频校准系统是可行的。     

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。     

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...     

低频水声声压校准测试系统的设计

水声声压是声学测量中应用最广泛的参数，对声压的测量又是通过测量水听器的声压灵敏度来完成的。声学计量检定系统中对低频水声声压灵敏度的校准有多种方法，应用振动液柱法校准低频水听器的声压灵敏度是常用方法之一。伴随着新型器件、新材料和数据采集器的应用，笔者根据振动液柱法的数学模型，初步设计了一套测试系统。本文给出测试系统实现原理和系统框图，并对其不确定度进行了分析评定，同时给出测试系统能达到的技术指标。     

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。     

基于校准腔的线列阵幅度相位一致性校准方法研究

本文给出基于校准腔的水听器线列阵的校准原理和方法,通过搭建基于振动液柱校准腔和柱状换能器校准腔的实验系统进行实验验证,可对低频段20Hz～1kHz和高频段800Hz～10kHz的水听器线列阵的相幅一致性进行校准,并对其扩展不确定度进行分析。     

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.     

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。     

Primary calibration of ultrasonic hydrophone using optical interferometry

A primary calibration method for ultrasonic hydrophones which uses a Michelson interferometer to determine the particle displacement in an ultrasonic field is discussed. The acoustic pressure is derived from this measurement and used to determine the free-field sensitivity of a hydrophone in the frequency range 0.5-15 MHz. The random uncertainty of the method is typically 1%, whereas the systematic uncertainty varies from 2.3 to 6.6% over the frequency range. To obtain this accuracy, the performance of the system has been carefully examined and appropriate correction factors derived. The greatest difficulty in the method lies in determining the frequency response of the optical detection system, and two different approaches have been used to measure this response. Several acoustical effects have also been studied and the calibration procedure modified to take account of them. The calibration results are in agreement with those of other methods and with the theoretically predicted frequency response of a hydrophone. The method has been used to determine the temporal stability of a hydrophone over a period of two years.     

现场真空漏孔校准装置的设计

为了减小现场环境与校准环境的差异对真空漏孔校准的影响,通过理论研究,设计了现场真空漏孔校准装置,可实现对真空漏孔的现场校准。考虑到现场真空漏孔校准装置需便于携带及搬运,装置的设计采用了分体式结构。现场真空漏孔校准装置由抽气系统、校准室系统、真空漏孔连接系统、流量输出系统、充气系统、定容室与压力测量系统及烘烤系统等7个部分组成,复合了定容法及固定流导法两种校准方法,预计真空漏孔校准范围为5＆#215;10-10～5＆#215;10-5 Pa？m3/s,合成标准不确定度为10％。     

非刚性管中换能器灵敏度的测量方法研究

为实现非刚性管中的换能器低频灵敏度校准,提出了基于互易常数修正的管中灵敏度校准方法。首先,基于管中非刚性边界条件和声压的方程进行了互易常数的推导及修正,并围绕管中互易常数的修正开展了仿真分析,得到测量频率段互易常数的修正值;其次,搭建实验系统开展了基于互易法的管中换能器的灵敏度测量研究。研究表明,管中互易常数的修正使互易换能器灵敏度值更加接近自由场互易法测得的灵敏度值。在0.5~4kHz 频率范围,补偿后的互易换能器灵敏度级最大起伏为-1.41dB,极大改善了未修正的测量情况,与自由场测量值的误差较小,符合声学计量要求。通过对实验与仿真进行对比分析,验证了该方法的有效性和准确性。     

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％)。     

降低发动机试验稳态压力测量不确定度方法研究

为降低系统不确定度,分析试验台稳态压力测量系统的各不确定度来源,对降低稳态压力测量系统不确定度的重要因素进行分析并提出相应改进方法。采用压力传感器现场校准方法降低测量系统与检定系统差异引入不确定度,采用三次样条插值法对压力传感器进行温度补偿降低工作环境温度对压力传感器影响引入不确定度。经验证,两种改进方法有效降低了系统的不确定度,该改进方法在其他型号发动机试验以及相关组合件试验中具有重要的推广和应用价值。     

加速度冲击校准研究

文章将加速度冲击校准分为绝对法、相对法和比较法进行介绍,并给出了几种半正弦冲击脉冲激励装置的激励范围及校准装置的测量范围和测量不确定度。所提出的加速度类比法系冲击校准新方法,是相对法和比较法的结合,能对冲击加速度传感器灵敏度、幅值线性度与频率响应等进行较为准确的检定与校准。