水声声管的壁厚和弹性对内部声场的影响

本文采用严格的弹性理论,研究了水声声管的内部声场的传播模式以及弹性和壁厚对内部声场的影响。研究结果表明,弹性管壁和刚性管壁在低频传播模式上存在着比较大的差异。最主要体现在存在弹性类波和准平面波模式。利用准平面波模式进行测量时,壁厚在一定范围内对测量结果影响并不很大。

水声声管中小样品振动声辐射测试方法研究

为研究敷设粘弹性层的钢板复合结构的振动声辐射性能,在水声声管中对小样品进行振动声辐射的测量。通过外部激励,安装在水声声管内部的样品向声管内辐射声波,测量敷设粘弹性材料前后钢板的辐射声波,可以定量地检测出粘弹性材料对辐射噪声的降低量。采用有限元法计算复合结构样品的传递特性,数值计算结果和试验结果进行对比,验证此实验方法的正确性。

0.01～1Hz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%)。

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%）。

光学法复现水声声压中的过零点解调系统设计

激光外差干涉是新一代水声声压基准的主要技术,光学干涉系统中的信号解调算法直接影响质点振速和声压量值。为准确得到测量结果,详细介绍了如何从多普勒信号中得到水质点振速的过零点解调算法,并建立了一套在线解调系统。该系统利用信号源产生两路相互正交的多普勒信号模拟光电二极管的输出,再经差分放大电路后进入示波器进行数据采集,最后由主机软件在线读取数据并完成质点振速解调。实验结果有效验证了过零点算法和解调系统的正确性和稳定性,所设计的过零点解调系统可直接应用于激光外差干涉法复现水声声压。

双水听器水声声强测量系统的误差分析和校准

基于双水听器互谱测量法，研制的水声声强测量设备可用于测量水下声源产生的声场中任意点的声强量值或任意面上的声强量值分布。根据双水听器测量声强法原理进行了误差分析，提出了该双水听器声强测量系统的校准方法。对系统测量水声声强量值的不确定度进行了估计并进行了实验验证。验证表明，理论分析评定与实测结果一致。

中俄在250Hz～200kHz频段的水声声压比对校准

2009年9月至2010年6月，利用B＆K8104和TC4033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250Hz～200kHz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0．36dB。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。

实船设备结构振动和水声声强测试分析及噪声源的判别

通过对船上设备和船体的振动、近远场水噪声声压以及主机舱左舷外水声声强分布的测量和对振动与声的相干分析 ,判断主、辅机激振的耦合对产生声的影响。通过近场声强分布 ,分析结构和声场耦合、能量交换和有效辐射。提出用声强分布计算频带内噪声辐射声功率占总声功率的比例 ,结合主、辅机振动谱综合分析方法 。

0．01—1Hz水声声压计量标准装置中的振动机构设计

本文介绍了0.01～1Hz水声声压计量标准装置中一套机电一体化振动机构的选型和设计,运用步进电机驱动差动轮系满足了装置自动化程度高、精确度高的要求.

静水压力下橡胶动态力学参数的声管测量方法

建立了利用水声声管进行静水压力下橡胶材料动态力学参数测量的方法.基于含均匀圆柱空腔结构中弹性波传播的等效复波数近似解和水声声管中等效复波数的测量、求解方法,通过制作均匀实心结构和含均匀圆柱空腔结构两种试样,分别获取其纵波波数和等效复波数,联合求解反演出橡胶材料的动态力学参数.对某橡胶材料常压和静压下的动态力学参数进行测试,总结出静水压力对橡胶材料动态力学参数的影响规律,对测试误差产生的原因进行讨论分析.对比静水压力下某声学覆盖层的吸声系数测试结果和采用实测橡胶材料参数进行有限元分析的结果,表明该方法具有较高的精度和潜在的应用价值.

水声驻波声管在矢量水听器校准技术中的应用

水声声管在低频水声测量中的应用十分广泛,不仅可以用来校准低频水声换能器,还可以用作水声材料及其构件的声学参数测量。随着矢量水听器研究工作的不断发展,在水声驻波声管中更加大了对质点振速的测量研究。在回顾了矢量水听器校准技术的发展历程和研究现状的基础上,对影响矢量水听器校准技术的因素进行了分析,同时给出了相应的研究成果,包括采用驻波管比较校准方法时,由于标准声压水听器和被测矢量水听器的置放方式引起的灵敏度校准结果高频失真,以及由于矢量水听器悬挂结构影响导致出现的灵敏度校准结果低频失真,并且对矢量水听器技术未来的发展方向进行了展望。

水下连续爆炸声学特性分析

为了分析水下连续爆炸的水声学特性,采用具有统一时间间隔的多个爆炸单元进行水下连续爆炸试验及测量。根据测试获得的声信号数据,分析了水下连续爆炸冲击波的衰减及传播特性,研究了声信号的声持续时间、声压级和声能量。研究表明,水下连续爆炸会产生很强的声功率,声持续时间为连续爆炸单元的爆炸时间间隔之和。声信号的频率范围宽,其能量主要集中分布在频率24 k Hz以下,在低频段能量更大。说明水下连续爆炸作为功率高、频带宽、声持续时间长的水声声源,在水声干扰方面具有重要作用。

一种能在有限水域内降低校准频率的方法

在水声技术研究中最主要的声学量是水声声压,各种声纳设备的主要电声参数都是通过检测水声声压值来计算.水声声压的校准测试一般都在有限水域的自由场中进行,这就需要克服声场中的反射影响.通常情况下都是用脉冲声信号法来实现直达信号与回波信号的分离,但它在窄带通道内的瞬时处理会造成脉冲信号的扭曲,随着频率的降低,效果也会下降.这就造成了有限水域内自由场校准中频率下限的限制.针对有限水域内的水声声压自由场低频校准问题,介绍了一种能在有限水域内降低校准频率的方法,它利用复数线性扫频信号与信号处理方法相结合,从发射器、水池和接收器体系的目标特性分析开始,开展对自由场发射器与接收器间传输阻抗的估计,能有效地降低有限水域内校准的频率下限,满足声纳设备对低频性能的校准需求.本文通过对该方法原理的理论分析和实验验证研究,并与自由场脉冲声法测量结果的比较,获得了相当吻合的结果.

橡胶硫化三要素对水声橡胶吸声圆锥吸声性能的影响

用Φ120脉冲水声声管测量水声吸声材料的吸声系数,分析同一配方,在不同硫化工艺条件下,对水声橡胶吸声圆锥的吸声系数的影响。

基于平面声全息的全空间场变换:Ⅱ.水下大面积平面发射声基阵的近场声全息实验

研制了一套多通道水声声全息测量系统,解决了多通道系统的校准及弱散射水听器接收线阵的设计等问题。在非消声水池内,利用该系统对水下大面积平面发射声基阵进行了近场声全息实验,给出了声基阵表面的声强分布、声基阵各阵元及全阵的辐射声功率、基阵远场空间指向性图和指向性参数等。实验结果证明脉冲法和分区扫描数据合成的测量方法是可行的,实验系统的设计与实施方法可用于更大规模的声全息系统。

两种手性结构覆盖层的隔声量计算与声管试验研究

开展两韧带手性结构以及多层四韧带手性结构覆盖层的隔声量理论计算和仿真分析,探讨手性结构隔声机理。制备两韧带手性结构以及多层四韧带手性结构试验件,对其开展声管试验研究,探讨手性覆盖层橡胶材料硬度参数、手性结构周期尺寸和周期数目、有无手性结构以及手性结构节点中有无散射子等对隔声效果的影响。

转移耦合腔互易法水听器校准方法研究

针对传统耦合腔互易法校准水听器灵敏度时,水听器尺寸、材料受到限制,耦合腔体积参数在校准不同水听器时需要每次测定等问题,进一步提升耦合腔互易法校准的准确度。开展了转移耦合腔互易法校准技术研究,详细介绍并推导了转移耦合腔互易法校准水听器灵敏度的原理,设计并研制了参考耦合腔和转移耦合腔。其中,转移耦合腔包括三换能器转移耦合腔和四换能器转移耦合腔。在此基础上,基于转移耦合腔互易法校准原理构建了转移耦合腔互易法校准标准装置。在20 Hz~2 kHz频率范围,分别采用三换能器转移耦合腔和四换能器转移耦合腔开展了标准水听器校准实验研究,对比了两个转移耦合腔校准的结果,具有很好的一致性,并对校准结果的测量不确定度进行了评估。为验证校准结果的准确性,与低频水声声压基准的校准结果进行了比较。结果表明,校准结果偏差绝对值最大为0.5 dB,小于比对装置总的不确定度,因此转移耦合腔互易法校准结果是准确的,测量不确定度达到0.4 dB(k=2)。通过采用参考耦合腔和转移耦合腔相结合的方式,解决了传统耦合腔互易法校准中存在的问题,进一步提升了校准的准确度,为更高等级低频水声标准的研制奠定了基础。