“水聲換能器混響聲場(chǎng)互易校準(zhǔn)方法”示例

1、T/SASC XXXX—XXXX 13 附 錄 A （資料性） “水聲換能器混響聲場(chǎng)互易校準(zhǔn)方法”示例 本附錄是對(duì)某型水聽(tīng)器進(jìn)行混響聲場(chǎng)互易校準(zhǔn)，校準(zhǔn)頻率范圍為：2kHz-20kHz。遵照本文件操作要求，在哈爾濱工程大學(xué)水聲技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的混響水池中完成校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。 A.1 校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備 A.1.1 混響水槽基本參數(shù) 混響水槽為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，尺寸為：長(zhǎng) 9.0m、寬 3.2m、水深 1.7m。在室溫環(huán)境下，取水的密度3 3 =1.0 10

2、 kg m ? ? ，水中聲速 3 =1.5 10 m s c ? 。根據(jù)中斷聲源法測(cè)量的 1/3 倍頻程中心頻率混響時(shí)間如表A1 所示。 表 A1 混響水池的混響時(shí)間 60 T 中心頻率 /kHz 2.0 2.5 3.15 4.0 5.0 6.3 8.0 10.0 12.5 16.0 20.0 混響時(shí)間 /ms 457.1 438.8 437.4 443.4 448.7 446.1 450.8

3、436.3 435.9 436.1 435.3 根據(jù)混響時(shí)間計(jì)算混響水池的混響半徑，結(jié)果見(jiàn)表 A2。 表 A2 混響水池的混響半徑 c r 中心頻率 /kHz 2.0 2.5 3.15 4.0 5.0 6.3 8.0 10.0 12.5 16.0 20.0 混響半徑/m 0.2717 0.2773 0.2777 0.2758 0.2742 0.2750 0.2736 0.2781 0.27

4、82 0.2781 0.2784 根據(jù)混響時(shí)間計(jì)算混響水池的混響聲場(chǎng)互易常數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表 A3。 表 A3 混響水池的混響聲場(chǎng)互易常數(shù) r J 中心頻率 /kHz 2.0 2.5 3.15 4.0 5.0 6.3 8.0 10.0 12.5 16.0 20.0 互易常數(shù) 2.716 2.218 1.763 1.379 1.096 0.8730 0.6839 0.5561 0.4451 0.3

5、476 0.2784 A.1.2 水聲換能器布放 發(fā)射換能器和接收水聽(tīng)器分布放在兩個(gè)獨(dú)立區(qū)域內(nèi)，見(jiàn)圖 A.1 和圖 A.2 所示，采用隨機(jī)掃描的方式運(yùn)行。 根據(jù)水聲換能器布放要求和隨機(jī)掃描操作的要求， 將發(fā)射換能器和接收水聽(tīng)器的移動(dòng)區(qū)域范圍劃分為：發(fā)射移動(dòng)區(qū)和混響控制區(qū)，二者最小間距為 5m，區(qū)域邊界距離水池池壁、水面的最短垂直距離為 0.4m。 T/SASC XXXX—XXXX 15 按照校準(zhǔn)原理的三步測(cè)量操作，根據(jù)隨機(jī)掃描操作分別

6、測(cè)量：發(fā)射換能器與互易換能器組合時(shí)：測(cè)量接收水聽(tīng)器的輸出電壓 FJ U ； 發(fā)射換能器與互易換能器組合時(shí)， 測(cè)量互易換能器的輸出電壓 FH U ； 互易換能器與接收水聽(tīng)器組合時(shí)：測(cè)量互易換能器的輸入電流 HJ I ，接收水聽(tīng)器平均輸出電壓 HJ U 。 A.4 校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果 遵照本文件， 在混響水槽中對(duì)發(fā)射換能器、 互易換能器和接收水聽(tīng)器進(jìn)行混響法互易校準(zhǔn)。發(fā)射換能器發(fā)送電流響應(yīng)級(jí)和接收水聽(tīng)器的接收靈敏度級(jí)如圖 A.3 和圖 A.4。