高静水压下自由场水声声压标准装置的研究

为了精确测量高静水压下自由场中的水声信号,在高压消声水池系统基础上建立了高静水压下自由场水声声压标准装置.装置由水声信号发射系统、电声信号测量系统、控制和管理系统及互易测量构件设备所组成,能够在2～200 kHz频率范围内,0.1～10 MPa静水压力下用球面波互易校准原理校准标准水听器的自由场灵敏度,校准值的扩展不确定度为0.8 dB(P=95%).     

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.     

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％)。     

水声材料构件声学特性参数行波管校准装置

发展了一种基于行波管测量技术的水声材料构件声学特性校准装置,行波管内径为Φ208mm,最高静水压为6MPa,在实验室模拟海洋水温、水压环境下对诸如声障板、消声瓦、隔声瓦等水声材料构件样品的反射系数、透射系数和吸声系数实施100~4000Hz频率范围内的校准/测试。行波管两端分别配置一对耐压低频发射器,采用主动消声技术,先在管中建立起行波声场,管壁上的8只水听器采集样品两边的反射和透射声场,由双水听器传递函数法得到严格定义的样品声压反射系数和声压透射系数。通过对标准样品的实际测量结果和理论计算值进行比较验证了校准装置的校准/测试性能。     

刚硬背衬PVDF微型环高频水听器

本文通过研制适用于水声、超声的刚硬背衬ＰＶＤＰ微型环高频水听器，给出了 它的灵敏度、指向性以及频率响应等经验设计公式。对研制品的测量表明：计算与 实测是一致的。并得到在１００—５００ＫＨｚ频率范围内接收响应均匀的ＰＶＤＦ微型环高 频水听器。     

SC-7401型标准和测试水听器

在水声计量中需要有标准水听器作为标准器具传递水声声压量值。在水声测试中需要有检定过的测试水听器作为水声声压测量器具。为了满足水声计量和测试方面的需要,我院研制了SC-7401型两种尺寸的标准和测试水听器,它们适用于1赫至200千赫频段内作二级标准水听器或测试水听器用。一、水听器的结构 SC-7401型水听器结构的剖面图如图1所示。两只薄壁圆管状压电陶瓷灵敏元件用三只无硫绝缘胶垫隔振后放在黄铜材料的下支座和     

20Hz—150kHz高稳定性标准水听器

本文介绍一种用硫酸锂晶体作敏感元件的标准水听器,使用频率范围20HZ～15kHz. 电压灵敏度大于-181dB,频率响应不均匀性小于±1.5dB.本水听器的特点为宽频带.高灵敏度.特别是它具有高的压力、温度稳定性,在常压到4MPa的静水压力下.灵敏度基本无变化.在5℃～35℃温度范围内.灵敏度变化为0.3～0.7dB.     

评价光纤水听器探头的性能参数

光纤水听器声学性能的准确评价一直是人们非常关心的问题。简要叙述了相位干涉型光纤水听器的工作原理,指出了光纤水听器探头和光纤水听器系统的区别。作为光纤水听器的关键技术之一,光纤水听器探头声学性能的测试还没有明确的规范或标准。为此,提出了有关评价光纤水听器探头声学性能的参数,如相移灵敏度、加速度相移灵敏度、相对加速度相移灵敏度、指向性、相移灵敏度随静水压的变化、相移灵敏度随温度的变化等的定义,并给出了相关的表达式,对准确测量和评价光纤水听器探头的声学性能有一定的借鉴意义。并希望通过这样的讨论,促进光纤水听器探头性能测试的规范和相关标准的制定。     

高频水声声压标准装置

本文叙述高频水声声压标准装置的原理、组成、性能和误差分析。在0.1～2.5MHz频段内其总不确定度小于±0.9dB,在2.5～5.0MHz频段内小于±1.1dB。利用它可在0.1～5.0MHz频段内校准各种水听器、水声换能器和超声换能器。     

水声材料大样反射系数测量中不同测量方法比较

介绍了水声材料大样反射系数测量中使用的三种测量方法（单水听器声压法、偶极子双水听器声压法和双水听器声强法）的原理,并在8m×5m×5m消声水池中、2kHz-20kHz频率范围内对尺寸为160cm×120cm的标准钢板样品的反射系数进行了对比测量试验。结果表明：具有一定指向性的偶极子水听器和声强探头能够有效降低样品边缘衍射的干扰,在自由场大样低频段的测试中表现得比单水听器测量更为优越的性能。     

甚低频水听器的静水压激励校准方法

利用IEC推荐的方法，要校准频率低于1HZ的甚低频水听器是非常困难的，为此，我们研究用静水压激励法来对它进行校准。本文详细叙述了利用该方法校舍准甚低频水听器的方法原理，利用该方法，可以方便地校准甚低频水听器的声压灵敏度。     

DFB光纤激光器声致弯曲振动研究

对利用DFB（分布反馈式）光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式;基于梁的弯曲理论,通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50Hz～2000Hz频率范围内的声压灵敏度,绘制了该频率范围内的频响曲线：采用振动液枉法对一支DFB光纤激光器在该频率范围内进行了实验研究,实验数据具有良好的可重复性,实验结果与理论分析吻合。表明了细长型结构的DFB光纤激光器在水声场中很容易由于弯曲振动而引入较大的非声压振动的干扰信号,影响其水声探测性能,有必要在DFB光纤激光水听器探头的设计中考虑这一因素。     

光纤水声传感技术

光纤水声传感器也称为光纤水听器。它具有灵敏度高,损耗小,频带宽等多种优点。光纤水听器的发展也异常迅速,多种新型的光纤水听器的研究也正走向成熟。本文对各种光纤水听器的结构和原理进行了详细的介绍,对其进行了讨论和比较,并预测了光纤水听器的发展前景。     

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.     

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。     

中俄标准水听器在0.01～1Hz频段的双边比对校准

叙述中国杭州应用声学研究所和俄罗斯全俄物理技术与无线电测量科学研究院的标准水听器在0．01～1Hz频率范围内的双边比对校准方法和结果。在15个频率点上双方分别对5个不同水听器测得的开路电压灵敏度之差的平均值最小为0．02dB,最大也只有0．21dB,远小于双方合成的总扩展不确定度,这证明了两国在此频段内的水声声压标准装置都有很高的准确度。     

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。     

球形障板对矢量水听器接收性能的影响

矢量水听器可以同步共点测量声场空间一点处的声压和质点振速的各个分量,因此其被广泛应用于水声测量、探测、通信等领域。矢量水听器在水声测量的应用中会受到安装载体散射声场的影响,而这种载体可以看作为障板,由于障板的存在使散射声场的分布发生改变,以及矢量水听器的接收性能下降。仅以绝对硬边界为例,对球形障板的散射声场进行了理论计算和仿真分析。并且对带障板条件下矢量水听器的接收指向性的变化进行了仿真研究。结果显示,从散射声场分布图可以直观看出声场发生的变化,矢量水听器的接收性能变化与障板的尺寸、与障板距离远近、声波发射频率等因素有关。     

浮标水声信号中海浪声的分离方法研究

针对浮标系统测量的水声信号开展研究,使用信号处理的方法对水听器信号中的海浪声成份进行分离。首先对于16路水听器的浮标水声信号,依据采样频率、采样时间等参数将水听器采集到的原始数字信号转换成音频信号,利用人耳区别水听器信号中的各种噪声成份;然后在时域内,从原始水听器信号中截取各种噪声时段进行频谱分析,得到它们的特征频率;最后设计合理的数字滤波器进行去噪处理。试验结果表明水听器信号中海浪声成份得到有效抑制。     

灌注成型的PVDF薄膜水听器

介绍一种灌注成型复合圆管PVDP压电薄膜水听器。分析计算了复合圆管的各层参数对水听器低频灵敏度的影响,说明了如何针对水听器的要求选择各层材料的参数。采用的灌注成型工艺和复合膜卷绕技术,可使水听器的性能得到改善,并简化了工艺,利于水听器的批量生产。测试数据表明,这种水听器灵敏度高,加静水压灵敏度起伏小,加速度响应很低、一致性好。水听器低频灵敏度的理论计算值与实际测量值符合较好。