在一个充满液体的刚性水腔内,位于开口水腔底部的声源F在电压U的激励下,在水腔中产生均匀的声压;同时位于水腔中适当位置的待测换能器X和标准水听器P,在相同声压作用下各自产生开路电压Ux和Uo。通过电压测量装置分别测量这两个开路电压Ux和Uo,则待测换能器的声压灵敏度级可以由下式求出:
Mx=20Lg(Ux/Uo)+Mo
式中:Mo——标准水听器的灵敏度级,单位为dB(基准值1V/Pa)。
密闭腔的工作频率范围是10 Hz~800 Hz,使用电动换能器来实现测量声场的产生,测量使用单频正弦波。
国产压电水听器低频灵敏度测试系统构成:
由测试腔体、信号调理器、数字采集板、控制计算机和自动测试软件组成,信号调理器通过USB接口与控制计算机相连。自动测量软件是由计算机通过USB接口控制信号发射系统和信号接收测量系统进行操作,后由计算机打印输出测量结果。程控测量软件是采用通用的操作软件平台(Windows)和通用语言(Visual Basic)设计、编制的。为便于操作、选择和管理,软件采用主菜单和子菜单的方式。主菜单上有文件管理、参数设置、测量选择、信号察看和帮助信息等子菜单项,多数功能具有快捷按钮。
发射换能器
测量腔的工作频率范围是10Hz~800Hz,使用电动换能器来实现测量声场的产生。电动换能器的结构示意图如图4所示,体积比较小,可以方便地安装在校准腔底部。本装置电动换能器的工作深度只有不到0.5m水深,静水压力不大,因此,我们将电动换能器内腔中适当地加一点正压力来补偿静水压。为减小振动耦合,电动换能器和底板、底板和管壁之间都需要进行隔振处理。
测试腔体
选用不锈钢材料,外径为440mm,壁厚20mm,高度400mm左右,由储水腔、测量腔体、上盖板和底座组成,测量腔体上端开口,用于标准水听器和被测换能器的安装,测量腔体用于盛放测量介质,可以是水,也可以是轻蜡油等其他液体,腔体内的环境与检波器实际工作环境相类似。底座装有发射换能器,用于产生校准所需的声场,另外还有排水孔,可以排放腔体内的测量介质;上盖板和测试腔体、测试腔体和底座用法兰盘和端面密封圈连接密封,便于安装和维护。
国产压电水听器低频灵敏度测试系统技术指标
适用对象: 检波器,水听器
测量参数: 接收灵敏度、相位
频率范围: 10Hz ~ 800Hz
可检测灵敏度: -220 dB
测量不确定度: 1.5 dB(k=2)
国产压电水听器低频灵敏度测试系统清单
序号 名称
1 测试腔(含电动换能器、小车)
2 标准水听器
3 信号调理器
4 数字采集板
5 计算机(含测试软件)