測量用水聲換能器

測量用水聲換能器第1頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月1.水聽器（1）分類（2）參數(shù)（3）GB/T4128-1995（4）國內(nèi)外典型水聽器介紹（5）使用與維護第2頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)分類

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根據(jù)其用途和校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度

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根據(jù)其使用材料

第3頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)其用途和校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度分為兩級：

A.一級標(biāo)準(zhǔn)水聽器

建立水聲聲壓基準(zhǔn)，并通過它傳遞聲學(xué)量單位。絕對法校準(zhǔn)。

B.二級標(biāo)準(zhǔn)水聽器（測量水聽器）

用作實驗室中一般測試。比較法校準(zhǔn)。第4頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)其使用材料可分為：a、壓電式：b、動圈式（或電動式）c、磁致伸縮式d、光纖式第5頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)參數(shù)①水聽器接收靈敏度②水聽器的指向性③水聽器的電阻抗④動態(tài)范圍

第6頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月水聽器自由場電壓靈敏度：①水聽器接收靈敏度水聽器在平面自由聲場中輸出端的開路電壓與聲場中放入水聽器之前存在于水聽器聲中心位置處自由場聲壓的比值。第7頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月·

水聽器聲壓靈敏度：水聽器輸出端的開路電壓與作用于水聽器接收面上的實際聲壓的比值。

第8頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月·

指向性響應(yīng)圖·

指向性指數(shù)·

指向性因數(shù)

②水聽器的指向性第9頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月水聽器的指向性圖表示水聽器在遠場平面波作用下，所產(chǎn)生的開路輸出電壓隨入射方向變化的曲線圖。

第10頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月·波束寬度指向性響應(yīng)圖參數(shù)·旁瓣級第11頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月指向性指數(shù)和指向性因數(shù)

對于水聽器，其指向性因數(shù)代表定向接收器輸出端的信噪比比無指向性接收器輸出端的信噪比提高的倍數(shù)。第12頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

在某頻率下加于換能器電端的瞬時電壓與所引起的瞬時電流的復(fù)數(shù)比。換能器電阻抗的倒數(shù)稱為換能器的電導(dǎo)納。③水聽器的電阻抗第13頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

水聽器主軸方向入射的正弦平面行波使水聽器產(chǎn)生的開路電壓等于水聽器實際輸出的帶寬1Hz的開路噪聲電壓時，則該聲波的聲壓級就是水聽器的等效噪聲聲壓級。水聽器的過載聲壓級與等效噪聲聲壓級之差。水聽器的過載聲壓級④動態(tài)范圍引起水聽器過載的作用聲壓級。水聽器的等效噪聲壓級第14頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）GB/T4128-1995一、二級標(biāo)準(zhǔn)水聽器聲學(xué)性能指標(biāo)第15頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月靈敏度指在水聽器輸出電纜末端測得的聲壓靈敏度或自由場低頻靈敏度。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用于1Hz~100kHz頻率范圍的壓電型標(biāo)準(zhǔn)水聽器（以下同）：一級：不低于-205dB(0dBre1v/μPa)二級：不低于-210dB（0dBre1v/μPa）第16頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月自由場靈敏度頻率響應(yīng)自由場靈敏度頻響相對于聲壓靈敏度在整個使用頻率范圍內(nèi)，至少有三個十倍頻程范圍：一級：其靈敏度的不均勻性小于±1.5dB，在其他頻率范圍內(nèi)靈敏度變化不超過+6dB或-10dB。二級：其靈敏度的不均勻性小于±2dB，在其他頻率范圍內(nèi)靈敏度變化不超過+6dB或-10dB。

第17頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月靈敏度校準(zhǔn)及其準(zhǔn)確度低頻段應(yīng)用國標(biāo)GB4130-84中規(guī)定的一級校準(zhǔn)方法進行校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.5dB；高頻段應(yīng)用國標(biāo)GB3223-82中規(guī)定的互易法進行校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于±0.7dB。低頻段應(yīng)用國標(biāo)GB4130-84中規(guī)定的二級校準(zhǔn)方法進行校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度優(yōu)于±1.0dB；高頻段應(yīng)用國標(biāo)GB3223-82中規(guī)定的比較法進行校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于±1.5dB。

第18頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月指向性

一級：水平指向性：在最高使用頻率下的-3dB波束寬度應(yīng)大于300，在選定方向（或主軸）±50的范圍內(nèi)靈敏度變化應(yīng)小于±0.2dB。垂直指向性：在最高使用頻率下的-3dB波束寬度應(yīng)大于150，在選定方向（或主軸）±20的范圍內(nèi)靈敏度變化應(yīng)小于±0.2dB。二級：

在使用的頻率范圍內(nèi)，其水平指向性圖與理想的全指向性圖的偏差應(yīng)小于±2dB。第19頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月動態(tài)范圍一級：在60dB的動態(tài)范圍內(nèi)，非線性偏差應(yīng)小于±0.2dB。二級：在60dB的動態(tài)范圍內(nèi)，非線性偏差應(yīng)小于±0.5dB。

第20頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定性時間穩(wěn)定性：

每年校準(zhǔn)一次，其變化應(yīng)在校準(zhǔn)準(zhǔn)確度以內(nèi)。溫度穩(wěn)定性：在0~400C溫度范圍內(nèi)，靈敏度變化應(yīng)小于0.04dB/0C。在0~400C溫度范圍內(nèi)，靈敏度變化應(yīng)小于0.05dB/0C。

靜壓穩(wěn)定性：

0~4MPa工作靜壓范圍內(nèi)，靈敏度變化應(yīng)小于0.3dB/MPa。

0~4MPa工作靜壓范圍內(nèi)，靈敏度變化應(yīng)小于0.4dB/MPa第21頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月其他技術(shù)要求機械性能要求：?水聽器暴露于水中的所有金屬和非金屬部件都要采用耐腐蝕材料制作。?水聽器的參考聲中心位置及測量方向要有明顯標(biāo)志。?水聽器相對于它的周圍媒質(zhì)應(yīng)是聲學(xué)剛性的。電學(xué)性能要求：?對于不帶前放的水聽器，在電纜端測得的絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ（測試電壓不小于100V）。?高阻抗的敏感元件應(yīng)有電屏蔽。?連接電纜應(yīng)不少于10m，當(dāng)敏感元件的電容量小于連接電纜的電容量時一般應(yīng)連接前置放大器。第22頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）國內(nèi)外典型水聽器介紹國外：第23頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月國內(nèi)：第27頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）使用與維護：①合理選擇水聽器.②標(biāo)準(zhǔn)水聽器每年應(yīng)經(jīng)計量部門檢定一次。③檢查水聽器的絕緣電阻時，試驗電壓不小于100v。④注意存放環(huán)境，用完后妥善保管。⑤選用低分布電容電纜。第30頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月2.水聲發(fā)射換能器（1）分類

同水聽器。第31頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）發(fā)射器介紹第32頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）參數(shù)：①發(fā)射換能器發(fā)送響應(yīng)②發(fā)射換能器指向性③發(fā)射換能器電阻抗④輸入電功率、發(fā)射聲功率和電聲效率第33頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

①發(fā)射換能器發(fā)送響應(yīng)：發(fā)送電壓響應(yīng)

發(fā)送電流響應(yīng)發(fā)送功率響應(yīng)發(fā)射換能器在某指定方向上的自由場遠場中離其聲中心某參考距離處的聲壓和該參考距離的乘積與加到輸入電端的電壓的比值。第34頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月②發(fā)射換能器的指向性

發(fā)射指向性圖是表示它在自由場中輻射聲波時，在其遠場中聲能空間分布的圖象。

第35頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)射指向性因數(shù)和發(fā)射指向性指數(shù)

在參考方向上（通常指聲軸向）遠場中某點的聲強（或聲壓有效值平方）與相同距離上各方向的聲強平均值（或聲壓有效值平方的平均值）之比為發(fā)射指向性因數(shù)，此比值的分貝數(shù)稱為發(fā)射指向性指數(shù)。

第36頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月輸入電功率、發(fā)射聲功率和電聲效率輸入電功率

是其功率源吸