【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水听器测试，具体包括一种水听器性能测试装置以及测试方法。
技术介绍
1、在石油勘探过程中，河流、湖泊以及过渡带的勘探中大量使用水中地震检波器，即水听器。为了保证勘探效果必须要对水听器的好坏进行判断。目前国内石油勘探中常用的测试设备都是在170hz情况下的水听器的灵敏度，也就是对一个频率点的灵敏度测试。水听器的好坏不能单纯灵敏度的高低来判断，影响地震勘探效果包括的两个指标：一个水听器本身的自然频率和灵敏度的一致性，另一个是水听器对频率响应的线性情况。也就是说，水听器灵敏度的高低并不能说明水听器的好坏，而是在一起使用的水听器在不同频率下的灵敏度和相频特性是否在一定的误差范围，即现有的测试设备无法对水听器的整体的性能进行全面的评估。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于满足实际需求，提供一种水听器性能测试装置以及测试方法，该装置能够测试水听器在不同频率下的灵敏度和相频特性，进而对水听器的整体性能进行全面的评估。
2、第一方面，本专利技术提供了一种水听器性能测试装置，所述装置包括：
3、测试腔体，所述测试腔体用于安装水听器和发声源；
4、与所述测试腔体连通的第一管道和第二管道；
5、采集第一管道和第二管道内压力值的压力传感器；所述第一管道中设有用于控制第一管道压力值的电磁开关；
6、数据采集卡，所述数据采集卡分别与压力传感器、功率放大器、电磁开关以及pc终端连接，所述功率放大器与所述发声源连接；其中：
8、优选地，所述数据采集卡用于输出8-250hz，幅值为0.96v的正弦信号，并接收压力传感器的输出信号。
9、优选地，所述功率放大器包括：信号输入端、功率放大电路和信号输出端；所述功率放大电路中包括第一电阻和第二电阻，所述功率放大电路对正弦信号的放大倍数为：所述r11为第二电阻的电阻值，所述r10为第二电阻的电阻值；
10、所述信号输入端接收数据采集卡输出的正弦信号，所述功率放大电路对正弦信号进行放大，信号输出端输出功率放大后的正弦信号，以驱动测试腔体内部的发声源产生所需参数的声波，利用声波对测试腔体内空气进行压缩。
11、优选地，所述第二电阻和第一电阻的阻值比为2：1，所述功率放大电路的正弦信号放大倍数为3，正弦信号放大后输出的幅值为2.88v。
12、第二方面，本专利技术还提供了一种水听器性能测试方法，利用上述第一方面中任一项所述的水听器性能测试装置，执行以下步骤：
13、数据采集卡通过控制电磁开关使得第一管道和第二管道的气压相同；
14、基于预设频率步长，所述数据采集卡通过功率放大器向发声源发射不同频率的正弦信号，以使得发声源压缩测试腔体内的空气；
15、针对每一正弦信号的频率，压力传感器监测该频率对应的所述第一管道和所述第二管道内的压力差值，同时采集水听器的输出电压幅度值；
16、pc终端基于所述压力差值和输出电压幅度值，计算水听器的灵敏度；
17、pc终端将所述压力差值和输出电压幅度值的电压信号转换为频域信号，计算压力差值的频域信号与输出电压幅度值的频域信号的相位差，基于所述相位差和灵敏度评估水听器的性能。
18、优选地，所述压力差值与压力传感器输出的电压信号之间的对应关系为：
19、vout＝vs*(0.2*p+0.5)±(6.25％*vfss(2-5))；
20、其中，所述vout表示压力传感器输出的电压信号，所述p表示压力差值，所述vs表示水听器两端电压。
21、优选地，所述pc终端基于所述压力差值和输出电压幅度值，计算水听器的灵敏度，包括：
22、所述水听器的灵敏度的计算公式为：所述v表示水听器的灵敏度。
23、优选地，所述方法还包括：
24、在所述水听器两端串联阻值为1000ω已知电阻，利用稳压电源向水听器两端施加5v电压，测量水听器的电阻值。
25、优选地，所述数据采集卡发射的正弦信号的频率范围为8hz-250hz。
26、与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：
27、应用本专利技术实施例提供的水听器性能测试装置进行测试时，针对每一正弦信号的频率，压力传感器监测该频率对应的所述第一管道和所述第二管道内的压力差值，同时采集水听器的输出电压幅度值，并将压力差值和电压幅度值发送至pc终端，pc终端基于压力差值和输出电压幅度值，计算水听器的灵敏度；pc终端将所述压力差值和输出电压幅度值的电压信号转换为频域信号，计算压力差值的频域信号与输出电压幅度值的频域信号的相位差，因此通过本测试装置能够测试水听器在不同频率下的灵敏度和相频特性，进而对水听器的整体性能进行全面的评估。
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1.一种水听器性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的水听器性能测试装置，其特征在于，所述数据采集卡用于输出8-250Hz，幅值为0.96V的正弦信号，并接收压力传感器的输出信号。
3.根据权利要求1所述的水听器性能测试装置，其特征在于，所述功率放大器包括：信号输入端、功率放大电路和信号输出端；所述功率放大电路中包括第一电阻和第二电阻，所述功率放大电路对正弦信号的放大倍数为：所述R11为第二电阻的电阻值，所述R10为第二电阻的电阻值；
4.根据权利要求1所述的水听器性能测试装置，其特征在于，所述第二电阻和第一电阻的阻值比为2：1，所述功率放大电路的正弦信号放大倍数为3，正弦信号放大后输出的幅值为2.88V。
5.一种水听器性能测试方法，其特征在于，利用上述权利要求1-4中任一项所述的水听器性能测试装置，执行以下步骤：
6.根据权利要求5所述的水听器性能测试方法，其特征在于，所述压力差值与压力传感器输出的电压信号之间的对应关系为：
7.根据权利要求6所述的水听器性能测试方法，其特征在于
8.根据权利要求5所述的水听器性能测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求5所述的水听器性能测试方法，其特征在于，所述数据采集卡发射的正弦信号的频率范围为8Hz-250Hz。
...【技术特征摘要】
1.一种水听器性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的水听器性能测试装置，其特征在于，所述数据采集卡用于输出8-250hz，幅值为0.96v的正弦信号，并接收压力传感器的输出信号。
3.根据权利要求1所述的水听器性能测试装置，其特征在于，所述功率放大器包括：信号输入端、功率放大电路和信号输出端；所述功率放大电路中包括第一电阻和第二电阻，所述功率放大电路对正弦信号的放大倍数为：所述r11为第二电阻的电阻值，所述r10为第二电阻的电阻值；
4.根据权利要求1所述的水听器性能测试装置，其特征在于，所述第二电阻和第一电阻的阻值比为2：1，所述功率放大电路的正弦信号放大倍数为3，正弦...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯克军，钱勇，杨捷，
申请(专利权)人：天津市轩邈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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