激光定位设备在大尺寸自由声场进行传声器比较法校准的应用

随着声学技术的广泛应用和不断发展,多种类型的工作标准传声器(简称:传声器)大量出现.受制于传感器结构、原理和尺寸的不同,静电激励器法和耦合腔比较法并不能完全满足校准需求,因此自由场比较法在校准中得到使用.为满足低频校准的需求,需要使用截止频率较低的大尺寸自由场空间.虽然大尺寸自由场空间的用途广泛,但是带来了声源、参考传声器和被校传声器的快速定位问题.实践证明位置定位准确性是影响校准重复性和不确定度的重要因素.提出一种采用激光定位设备在大尺寸自由场空间快速进行传声器自由场比较法校准的解决方案.该解决方案具有成本低、定位速度快和拆装便捷的优点.最后,结合校准实例给出了该解决方案的标准偏差和扩展不确定度评定结果.

250Hz～8kHz频率范围水听器自由场校准补充比对

介绍了以杭州应用声学研究所作为主导实验室与俄罗斯国立物理技术和无线电工程测量研究院开展COOMET．AUV．W-S1：250Hz～8kHz频率范围水听器自由场校准国际补充比对的结果。比对校准了两只标准水听器TC4033和GI55。互易法和比较法及其校准装置被用于评估中俄两国在水听器自由场低频校准方面的当前水平。结果显示，中俄两国得到的两只标准水听器的自由场灵敏度校准结果具有很好的一致性，绝大多数频率点的校准结果与参考值的差值小于0．40dB，最大偏差为0．59dB。结果证明，中俄两国的自由场水听器校准低限可扩展至250Hz。

不同土介质模型对相互作用体系地震反应的影响分析

土的动力计算模型及其参数的确定是土-结构动力相互作用分析的一个重要内容。利用有限元方法建立场地自由场和土-结构相互作用分析模型,分别采用线弹性模型、等效线性模型和Drucker-Prager理想弹塑性模拟地基土,探讨了不同强度地震动作用下Drucker-Prager模型的适用性问题,分析了不同土介质模型对土-结构相互作用体系地震反应的影响。结果表明,在场地非线性地震反应分析中,只有当输入加速度峰值在80~100 gal时,Drucker-Prager模型与等效线性模型计算结果是接近的,考虑土-结构相互作用后,两种模型计算所得的承台加速度和结构顶层加速度误差分别在8%和10%左右。因此,工程应用中应关注土介质模型的选用。

非刚性管中换能器灵敏度的测量方法研究

为实现非刚性管中的换能器低频灵敏度校准,提出了基于互易常数修正的管中灵敏度校准方法。首先,基于管中非刚性边界条件和声压的方程进行了互易常数的推导及修正,并围绕管中互易常数的修正开展了仿真分析,得到测量频率段互易常数的修正值;其次,搭建实验系统开展了基于互易法的管中换能器的灵敏度测量研究。研究表明,管中互易常数的修正使互易换能器灵敏度值更加接近自由场互易法测得的灵敏度值。在0.5~4 kHz频率范围,补偿后的互易换能器灵敏度级最大起伏为-1.41 dB,极大改善了未修正的测量情况,与自由场测量值的误差较小,符合声学计量要求。通过对实验与仿真进行对比分析,验证了该方法的有效性和准确性。

位置偏移对自由场比较法校准结果的影响研究

参考传声器和待测传声器定位而引起的偏差被认为是引起自由场比较法测量不确定度的重要组成部分。为了评估位置偏移对灵敏度和频率响应校准结果的影响情况,在250Hz到20kHz频率范围,通过控制校准过程中参考与待测传声器位置的水平和轴向偏差,将灵敏度级的校准结果与位移偏差进行最小二乘法拟合,定量分析每个频率下灵敏度级受定位水平、轴向偏移的影响结果,给出相应拟合曲线。并对拟合结果进行统计检验,根据拟合曲线的斜率和检验得到的显著性水平表明:频率增加,灵敏度级的校准结果受水平偏移的影响显著提升,在20kHz处达到最大斜率0.016dB/mm;不同频率点处灵敏度级对轴向偏差的影响效果不同,部分频率对轴向偏差不敏感。

残周期法在低频水听器灵敏度校准中的应用

为解决水听器灵敏度校准过程中由于水箱尺寸有限,水池中的反射无法避免,低频段存在反射叠加等导致低频段难以校准的问题,在自由场比较法的基础上通过对残周期信号的幅度、频率、相位三参数进行拟合,降低了灵敏度校准的频率下限。实验结果显示,该方法可实现2.5~20 kHz频段的灵敏度校准,误差在0.6dB之内,能够很好地消除由反射声场引起的校准误差,验证了该方法在低频校准中应用的有效性。然而残周期法在实际应用中也存在一些局限性,例如环境噪声、反射声场的衰减以及非线性等因素会对残周期法的准确性产生一定的影响。