一种波形可控的脉冲声源研制

脉冲回波方法是近年来较为常用的现场吸声测量技术,根据不同的测量原理,需要声源辐射特定的脉冲声信号。研究了一种可控脉冲声生成技术,介绍了声源设计方案以及脉冲声工作生成的主要原理。通过实验测量,该声源能够辐射需要的波形和不同长度的脉冲声信号,可用于时域现场吸声测量技术中。

强反射和噪声干扰下的脉冲声源成像方法

针对强反射和背景噪声给脉冲声源成像定位辨识带来干扰的问题,本文以波束形成算法为基础,提出一种在强反射和噪声干扰下的脉冲声源成像方法。不同于常规的有效值输出模式的波束形成方法,本文在将各传声器阵列信号时延叠加后,以叠加信号的最大绝对值作为波束形成的输出,能够提高波束形成方法在强反射和背景噪声干扰下对脉冲声源定位辨识的灵敏度。通过在具有强反射和背景噪声干扰环境下的脉冲声源成像定位实验验证了方法的有效性。

基于高功率电磁脉冲的深海脉冲声源仿真和实验研究

工作性能稳定且方便平台搭载的高功率脉冲声源对于深海近海底地震勘探至关重要。该文研究了一种基于高功率电磁脉冲原理的深海脉冲声源,采用Comsol多物理场建模仿真、大电流测试和高速成像等手段,深入研究了高功率脉冲电路、线圈负载放电电流、电流激励的电磁力,以及电磁力驱动的发射板在空气介质中的振动特性,验证了所建立模型的准确性。通过不同水静压条件下的发射板振动高速成像发现,发射板的振动幅值随着水静压的增大而略有减小,振动频率不受水静压影响,从而验证了该类型换能器能够满足深水工作的条件。

水下等离子体声源放电特性和声特性实测与分析

在小型消声水池中,同步测量水下等离子体脉冲声源的放电特性和声特性,实验分析研究了其在单电极和多电极下负载注入峰值功率和放电能量对声特性的影响。结果表明,在相同的电极数和间距下,直达波脉冲声源级仅与负载注入峰值功率有关,气泡脉冲声源级和气泡周期则主要受放电能量影响,多电极放电通过减小单根电极放的电能量来减小气泡脉冲声源级和气泡周期。此外,在相同的充电电压下,减小充电电容对电极数的比,可以增大直达波脉冲声源级并压制气泡脉冲;负载注入峰值功率对放电能量的比对声特性的影响也呈现出类似规律。实测及其分析结果可为进一步优化水下等离子体脉冲声源的声特性提供参考。

用成形滤波器消除水下脉冲声源气泡效应的研究

用成形滤波器消除水下脉冲声源的气泡效应,获得了海底冲击响应的估计,结果令人满意。

水下脉冲噪声源定位原理与方法研究

重物从江河湖海的水面落水着底的瞬间,通常会产生脉冲噪声,并激发海底振动。研究高精度水下脉冲声定位原理和方法,就是为了发现落水重物并确定其着底位置,以便快速打捞或其他处置作业,这对于保证航道畅通以及安全防护具有重大意义。四传感器声学定位系统具有反应速度快和定位精确的优势,论文研究了基于四传感器声学定位系统的工作原理并进行了仿真验证。仿真验证采用理论公式直接计算和半径搜索法相结合的方式进行定位,表明四传感器声学定位系统定位快速且精度高,尤其是定位脉冲声源的方位角精度很高,具有工程应用前景。论文还讨论了影响定位精度的若干因素,为声学定位系统定位水下脉冲噪声源提供了一种解决方案。

刚性楔附近脉冲声源声传播的实验研究

来自理想刚性楔附近脉冲声源的声信号,由楔面的反射波和楔尖的衍射波组成,目前这个问题有二种理论分析结果。一是1957年Biot-Tolstoy用简正坐标方法给出的解,其二为Trorey用亥姆霍兹-克希霍夫积分得到的解。还没有人对这二个理论结果进行仔细、全面地实验性研究比较。本文用Biot-Tolstoy理论详细地研究了楔角θ_ω=12°和θ_ω=52°的楔波导中脉冲声源的声传播,发现理论和实验吻合得非常好。在此基础上研究了当θ_ω=270°时,声源和接收器在同一位置以及在不同位置时,反射波和衍射波的行为。当声源和接收器刚好在楔尖的上方时,Trorey的理论结果和实验结果偏离较大。在所有研究过的情况中,Biot-Tolstoy理论一直和实验结果吻合得很好。

声发射检测灵敏度校准声源实验分析

在声发射技术的应用中,传感器的工作频率和灵敏度对AE检测的结果具有决定性的作用,传感器的校准是AE定量研究的基础,也是声发射检测技术研究中的重要课题。根据二级校准的相关要求设计了三个不同声源的实验:落球、断铅和压断毛细玻璃管法。通过重复性实验,测量了不同大小的钢球从不同高度下落;不同粗细、硬度以及不同长度的铅芯的断裂;不同粗细的毛细玻璃管被压断产生的脉冲声源,分别比较以上三个实验在不同状态条件下产生的脉冲声源信号,分析其实时特征和频谱特征(峰值,上升时间),通过计算确定其不确定度和稳定度,总结优化操作方法,同时分析了实验误差。在此基础上得出最适合做声发射传感器灵敏度校准的脉冲声源,为声发射传感器校准中的参考声源提供性能评判的依据。

电火花声源的某些特性

文中给出了电火花声源的压力波形及其频谱图,着重讨论了储能与压力波峰值P1m、和半峰 值之间P1m/2的时间t1之间的关系,以及刚性圆筒内放电时边界对P1m和t1的影响。

一种新的基于DSP的声时延估计方法

针对传统声时延估计算法速度较慢的问题,提出了基于脉冲声源和DSP的时延估计方法。声脉冲信号可认为是脉冲信号对声信号的调制,解调出脉冲信号,利用DSP捕捉单元捕捉脉冲边沿,即可得到时延估计。该方法不需要对声信号进行数模转换,也不需要大量数据处理,速度较快。设计了系统硬件电路,通过实验验证和分析,证明了该方法能够满足高速定位的需要。

室内声场声学特性及其测量

从建筑声学参数、音质参数、声系统特性及语言清晰度参数四个方面介绍室内声场的声学特性,给出了这些特性的定义(物理意义)及其测量方法。

气动阀间歇性排气噪声辐射规律的研究

应用空气动力学理论分析了排气过程中间歇性排气噪声声源的分布,考虑到空气气流内存在压力激波现象,提出了脉冲激波式声源的概念,建立了该声源与排气口处的质量流量及流速的数学关系式.根据活塞式声源近似逼近脉冲激波式声源在排气口处的辐射特性,建立了计算辐射的声压及声压级计算公式.分析结果表明,在1/1倍频程频谱上,理论计算和实验测得的声压级非常接近,平均相对误差不超过5%.由于压力激波及声源的脉冲特性是间歇性噪声高频含量多的主要原因,因此所提频谱分析模型为设计消声器控制该噪声,以及进行排气过程中的故障诊断提供了理论依据.

混响时间百年研究

赛宾的"混响时间"公式,奠定了建筑声学的基础。一百多年来,建筑声学从理论、测量到设计有多方面的研究进展,但混响时间仍是最重要的主题之一。从混响时间公式、测量技术和音质设计等方面来研讨其进展。

海洋中声波波阵面的稳定性

一、引言当波在非均匀介质中传播时,会发现波阵面有扰动。声波在海洋中的传播即是一例。这种扰动在空间和时间上都是相关的。无论是从理论上还是从实践上考虑,研究这种现象都是有意义的。潜艇噪声测距站就是实际利用声波波阵面的很有价值的一例。

基于端点检测的精确时延提取方法及其定位精度分析

针对脉冲声源定位中时延误差大的问题,提出了一种基于端点检测的精确时延提取方法。该方法首先对信号进行滤波处理和端点检测,截取有效信号段运用广义互相关法估计时延,然后利用端点检测得到的信息提取出精确的时延值,最后用单纯形替换法求解声源位置。根据精确时延提取方法,设计了声源定位方案。实验证明,该方法能有效减弱非高斯白噪声和室内混响的影响,定位精度可达到分米甚至厘米级,并且具有较好的鲁棒性。

水下强声波脉冲负压的产生和空化气泡运动

首先利用高速摄影和压力传感器测量的方法,对曲面反射式水下强声波脉冲的传播和聚焦过程进行了实验研究.实验研究发现,椭球面反射罩在起到汇聚声能的作用的同时也将使得强声波脉冲在传播过程中形成负压区,并由此而引发近场声传播通道上空化气泡群的产生.在实验结果的基础上,进一步利用基于Kirchhoff衍射定理的声传播模型和大振幅条件下的QX气泡运动方程,对强声波脉冲负压区的形成原因及空化气泡的运动过程进行了数值计算和分析.研究结果表明,在焦前区,源于反射罩内表面的"尾波"和出口处的"边缘波"在传播过程中将形成反射波中的负压区;在焦后区,源于反射罩顶点的"中心波"在传播过程中将形成反射波中的负压区.在反射波作用下,空化气泡体现出了"正压区受压缩并振荡,负压区膨胀"的运动特点.在反射波之后,空化气泡将出现成长、坍缩和回弹等典型的物理过程.研究结果对曲面反射式水下强声波传播物理规律的认识具有实际意义.