水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水聽(tīng)器聲壓靈敏度測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水聽(tīng)器是把水下聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器。聲波是人類(lèi)迄今為止所知的唯一能在水下進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播的能量形式，因此，作為水下聲信號(hào)探測(cè)的主要裝備，水聽(tīng)器在水下資源勘探、目標(biāo)探測(cè)等等方面承擔(dān)著重要作用。
[0003]在進(jìn)行水聲信號(hào)探測(cè)時(shí)，由于水下特殊的工作環(huán)境，水聽(tīng)器往往需要承受上兆帕甚至幾十兆帕的靜水壓。靜水壓的存在可能對(duì)水聽(tīng)器的聲壓靈敏度等關(guān)鍵特性造成影響。因此，作為一種重要的水下裝備，特別是應(yīng)用于深水的情況，水聽(tīng)器在生產(chǎn)、使用過(guò)程中需要對(duì)其靜水壓下的聲壓靈敏度進(jìn)行測(cè)量，以保證水聽(tīng)器在水下工作時(shí)有良好的性能。
[0004]傳統(tǒng)的水聽(tīng)器聲壓靈敏度測(cè)試的方法包括自由場(chǎng)校準(zhǔn)法、振動(dòng)液柱法、密閉腔校準(zhǔn)法等。自由場(chǎng)校準(zhǔn)法一般在消聲水池中通過(guò)互易校準(zhǔn)原理對(duì)水聽(tīng)器進(jìn)行校準(zhǔn)。陳毅等報(bào)道了高靜水壓下水聽(tīng)器自由場(chǎng)靈敏度的校準(zhǔn)裝置及校準(zhǔn)方法(聲學(xué)與電子工程，第3期，2005年；計(jì)量學(xué)報(bào)，第29卷，第3期，2008年)，但該方法需要建立消聲水池，對(duì)校準(zhǔn)設(shè)備及場(chǎng)地要求較高。振動(dòng)液柱法通過(guò)振動(dòng)臺(tái)支撐液柱缸產(chǎn)生振動(dòng),從而使液柱缸中的液體中產(chǎn)生駐波場(chǎng)。張文濤等在申請(qǐng)專(zhuān)利CN101813511中公開(kāi)了一種水聽(tīng)器聲壓靈敏度測(cè)試裝置，該裝置可通過(guò)振動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)聲壓靈敏度的測(cè)量并降低水聽(tīng)器的測(cè)試成本、減小測(cè)試設(shè)備體積。但是，由于整個(gè)液柱缸隨振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)，該方法很難實(shí)現(xiàn)密封，無(wú)法用于測(cè)試水聽(tīng)器的高靜水壓聲壓靈敏度。密閉腔校準(zhǔn)法在一個(gè)充滿液體的剛性密閉腔內(nèi)，由發(fā)射換能器在腔內(nèi)建立一聲場(chǎng)。但是在高靜水壓情況下，該方法需要良好的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)密封并方便傳感器拆卸，以減小測(cè)試工作量。而且，該方法對(duì)發(fā)射換能器的性能提出了很高的要求，發(fā)射換能器必須在高靜水壓下具有良好的性能。這樣的發(fā)射換能器往往成本較高，且不易更換。
[0005]因此，本發(fā)明提供一種水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，該裝置可以方便實(shí)現(xiàn)水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)量，且成本低廉、便于組裝。這是完善水聽(tīng)器測(cè)試方法、拓展水聽(tīng)器應(yīng)用環(huán)境所必須解決的重要技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，解決傳統(tǒng)測(cè)試方法不能進(jìn)行高靜水壓靈敏度測(cè)試的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)低成本，便于組裝的測(cè)試裝置。
[0008]( 二 )技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，該裝置包括:
[0011]激振器10,用于產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)；
[0012]液柱缸20，作為測(cè)試的容器；
[0013]安裝于液柱缸20底部的薄板30,用于將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為液體中的聲壓信號(hào)；
[0014]安裝于液柱缸20頂部的密封蓋40，用于與液柱缸20以及薄板30形成密閉容器；
[0015]安裝于液柱缸20下方的基座50,用于限制激振器10的振動(dòng)方向并支撐薄板30,以防止薄板30在高靜水壓作用下產(chǎn)生較大形變；
[0016]標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器70，用于測(cè)量聲壓；
[0017]安裝于液柱缸20上的壓力表80,用于測(cè)量靜水壓；
[0018]安裝于液柱缸20上的高壓閥門(mén)90，通過(guò)該高壓閥門(mén)90可以向液柱缸20內(nèi)注入液體；以及
[0019]至少一個(gè)開(kāi)于密封蓋40上的孔42，用于引出水聽(tīng)器70以及待測(cè)水聽(tīng)器的連接線。
[0020]上述方案中，該水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用于推靠激振器10，使激振器10與薄板30緊密耦合的彈簧60。
[0021]上述方案中，所述液柱缸20的長(zhǎng)度大于直徑，以便在液柱缸20中形成駐波場(chǎng)。
[0022]上述方案中，所述薄板30為有較大的抗彎強(qiáng)度的彈性材料，以保證在高靜水壓作用下不會(huì)產(chǎn)生較大形變。
[0023]上述方案中，所述密封蓋40進(jìn)一步裝有水聽(tīng)器夾具41，用于夾持標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器70及待測(cè)水聽(tīng)器。
[0024]上述方案中，所述基座50進(jìn)一步裝開(kāi)有中心孔51，用于限制激振器10的振動(dòng)方向，并且彈簧60可以安裝在該中心孔51中；
[0025]上述方案中，所述孔42為帶凹槽的螺紋孔，以方便密封。
[0026](三)有益效果
[0027]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0028]1、本發(fā)明提供的水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，通過(guò)激振器激勵(lì)薄板在密閉液柱缸中產(chǎn)生聲場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)不同靜水壓環(huán)境下水聽(tīng)器聲壓靈敏度的測(cè)量。
[0029]2、本發(fā)明提供的水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，不需要在液柱缸20中安裝發(fā)射換能器，降低了設(shè)備的復(fù)雜性，降低了制作成本。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明提供水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明提供水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置注水示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明提供水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置孔42密封示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]如圖1?圖3所示，該水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置包括:用于產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)的激振器10 ;液柱缸20,作為測(cè)試的容器；安裝于液柱缸20底部的薄板30,用于將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為液體中的聲壓信號(hào)；安裝于液柱缸20頂部的密封蓋40,用于與液柱缸20以及薄板30形成密閉容器；安裝于液柱缸20下方的基座50，用于限制激振器10的振動(dòng)方向并支撐薄板30，以防止薄板30在高靜水壓作用下產(chǎn)生較大形變；彈簧60，用于推靠激振器10，使激振器10與薄板30能夠良好的耦合；標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器70，用于測(cè)量聲壓；安裝于液柱缸20上的壓力表80，用于測(cè)量靜水壓；安裝于液柱缸20上的高壓閥門(mén)90，通過(guò)該高壓閥門(mén)90可以向液柱缸20內(nèi)注入液體。
[0035]本實(shí)施例中的激振器10為壓電陶瓷片或動(dòng)圈激振器，能夠在電信號(hào)的作用下產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)。激振器10可以粘貼在薄板30上。為使激振器10能與薄板30更好耦合，可安裝彈簧60及底蓋52，底蓋52可以通過(guò)螺紋安裝在中心孔51上，通過(guò)擰緊底蓋52可以使彈簧60推靠激振器10。在彈簧60的支撐下，激振器10與薄板30能夠很好的耦合，薄板30在激振器10的振動(dòng)下產(chǎn)生振動(dòng)，從而在液柱缸20中激發(fā)出聲場(chǎng)。
[0036]液柱缸20的高度大于直徑，以保證在液柱缸內(nèi)能夠形成穩(wěn)定的駐波場(chǎng)，該駐波場(chǎng)在同一平面內(nèi)的聲壓可以近似認(rèn)為是相同的。
[0037]薄板30為彈性板，該薄板具有較高的抗彎強(qiáng)度，以保證薄板30在高靜水壓下不會(huì)產(chǎn)生較大的形變，薄板30通過(guò)焊接或螺紋密封連接安裝在液柱缸20底部，并實(shí)現(xiàn)高靜水壓密封。
[0038]密封蓋40密封螺紋與液柱缸20連接并實(shí)現(xiàn)密封，密封蓋40上開(kāi)有至少I(mǎi)個(gè)孔42，水聽(tīng)器連接線可通過(guò)該孔42引出。在本實(shí)施例中，密封蓋40上開(kāi)有2個(gè)孔42，分別用于引出標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器70的連接線71和被測(cè)水聽(tīng)器的連接線?？?2為帶凹槽的螺紋孔，在進(jìn)行密封時(shí)，將水聽(tīng)器連接線穿過(guò)該孔42，在孔42的凹槽上安裝一密封墊圈44，并通過(guò)安裝一帶孔螺柱43擠壓密封墊圈44，從而達(dá)到密封效果。
[0039]本發(fā)明所提供的水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試的使用方法為:將底座液柱缸20筒過(guò)螺紋連接或焊接的方法固定在基座50上，將激振器10、彈簧60、底蓋52依次安裝在基座50的中心孔51中，并通過(guò)擰緊52的螺紋給彈簧60 —定的預(yù)應(yīng)力，使彈簧60將激振器10推靠在薄板30上。將待測(cè)水聽(tīng)器及標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器70分別安裝在水聽(tīng)器夾具41上，安裝方式一般為用金屬絲捆住或用膠布粘住。水聽(tīng)器連接線則通過(guò)孔42引出并進(jìn)行密封。將頂蓋40安裝在液柱缸20上，安裝方式一般為通過(guò)螺紋安裝，并在螺紋上纏繞密封膠帶以達(dá)到密封的目的。壓力表80和高壓閥門(mén)90分別通過(guò)螺紋安裝或焊接的方法安裝在液柱缸20的側(cè)壁上。測(cè)試前，將高壓閥門(mén)90打開(kāi)，并通過(guò)水泵91向液柱缸內(nèi)注水，帶壓力表80顯示達(dá)到測(cè)試所需壓強(qiáng)時(shí)關(guān)閉高壓閥門(mén)90。通過(guò)給激振器10施加電信號(hào)，使液柱缸中產(chǎn)生聲場(chǎng)，通過(guò)將待測(cè)水聽(tīng)器與標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器70進(jìn)行比較，可以實(shí)現(xiàn)聲壓靈敏度的測(cè)量。
[0040]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，其特征在于，該裝置包括: 激振器(10)，用于產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)； 液柱缸(20),作為測(cè)試的容器； 安裝于液柱缸(20)底部的薄板(30),用于將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為液體中的聲壓信號(hào)； 安裝于液柱缸(20)頂部的密封蓋(40)，用于與液柱缸(20)以及薄板(30)形成密閉容器； 安裝于液柱缸(20)下方的基座(50)，用于限制激振器(10)的振動(dòng)方向并支撐薄板(30)，以防止薄板(30)在高靜水壓作用下產(chǎn)生較大形變； 標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器(70)，用于測(cè)量聲壓； 安裝于液柱缸(20)上的壓力表(80)，用于測(cè)量靜水壓； 安裝于液柱缸(20)上的高壓閥門(mén)(90)，通過(guò)該高壓閥門(mén)(90)可以向液柱缸(20)內(nèi)注入液體；以及 至少一個(gè)開(kāi)于密封蓋(40)上的孔(42)，用于引出水聽(tīng)器(70)以及待測(cè)水聽(tīng)器的連接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，其特征在于，該水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用于推靠激振器(10)，使激振器(10)與薄板(30)緊密耦合的彈簧(60)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，其特征在于，所述液柱缸(20)的長(zhǎng)度大于直徑，以便在液柱缸(20)中形成駐波場(chǎng)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水聽(tīng)器高靜水壓聲壓靈敏度測(cè)試裝置，包括：激振器，用于產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)；液柱缸，作為測(cè)試的容器；安裝于液柱缸底部的薄板，用于將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為液體中的聲壓信號(hào)；安裝于液柱缸頂部的密封蓋，用于與液柱缸以及薄板形成密閉容器；安裝于液柱缸下方的基座，用于限制激振器的振動(dòng)方向并支撐薄板，以防止薄板在高靜水壓作用下產(chǎn)生較大形變；標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器，用于測(cè)量聲壓；安裝于液柱缸上的壓力表，用于測(cè)量靜水壓；安裝于液柱缸上的高壓閥門(mén)，通過(guò)該高壓閥門(mén)可以向液柱缸內(nèi)注入液體；以及至少一個(gè)開(kāi)于密封蓋上的孔，用于引出水聽(tīng)器以及待測(cè)水聽(tīng)器的連接線。利用本發(fā)明，解決了傳統(tǒng)測(cè)試方法不能進(jìn)行高靜水壓靈敏度測(cè)試的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】G01H3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104568109
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310496326
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】西安群豐電子信息科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月20日