【技术实现步骤摘要】
本技术属于水声测量，具体涉及一种水听器灵敏度绝对校准装置。
技术介绍
1、灵敏度是水听器的一项重要技术指标，已知灵敏度的水听器可用于测量水中声压，也可以作为测量其他水听器和换能器的参考标准。随着水声技术的发展，水声应用频率逐渐向低频扩展，低频水听器被越来越多地应用到水声测量工作中，这些低频水听器的工作频率一般在几十赫兹到几千赫兹。为了保证水声测量工作的准确开展，需要对低频水听器的灵敏度进行校准。
2、由于自由场水池中的校准存在着低频限制，通常，频率低于1 khz时，水听器的灵敏度校准在声压场中进行，而耦合腔互易法是一种经典的绝对校准方法。互易校准能够利用物理原理以及已经校准过的仪器仪表开展水听器的灵敏度校准，校准过程中需要使用三个换能器，即发射换能器p、互易换能器t和被测水听器h，三个换能器安装在耦合腔内。然而，该方法目前在校准过程中会面临如下问题：1）操作复杂问题，校准时需要先后测量p发h收、p发t收、t发h收三种工作情况下的电压、电流值，步骤繁琐、不易于实施；2）耦合腔的互易常数不易准确确定，需要测量耦合腔内媒质的体积、声速和密度后才能计算得到，不仅增加了校准的工作量，而且会对灵敏度的校准结果产生一定的影响。
3、为了弥补当前低频水听器灵敏度耦合腔互易校准的不足，本技术提出了一种水听器灵敏度绝对校准装置及方法，该方法可借助激光直接测量耦合腔内的声压大小，不仅操作简单、易于实施，而且无需测量耦合腔的互易常数，为低频水听器的灵敏度校准提供了一种新的技术手段。
技术实现思路>
1、本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提出一种可以在声压场中实现水听器灵敏度的绝对校准，相比于现有的耦合腔互易法，无需通过繁琐的三换能器互易操作，也无需确定耦合腔互易常数，而是通过激光直接测量耦合腔内的声压大小，是一种绝对校准方法，具有操作简便、实时性、非接触、可溯源等优点的水听器灵敏度绝对校准装置。
2、为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
3、一种水听器灵敏度绝对校准装置，由计算机、信号发生器、功率放大器、示波器、滤波器、电子开关、激光测振仪、发射换能器、反光体和耦合腔构成；所述信号发生器、示波器、滤波器、电子开关通过gpib总线连接，并通过计算机进行自动控制。
4、进一步，所述耦合腔的最大线性尺寸要比腔内介质声波的波长小，腔内尺寸通常为波长的1/10。
5、进一步，所述耦合腔的腔体为刚性体，腔体的厚度通常为腔内径的1/2，保证发射换能器工作时腔体内部各点声压相等。
6、进一步，所述耦合腔腔体上开有两个透光窗，保证激光测振仪发出的激光光束能够穿过耦合腔中水介质到达反射体后，沿原路径返回至激光测振仪。
7、进一步，所述耦合腔盖子中间开有孔洞。
8、进一步，所述耦合腔内部全部填充无气泡、无杂质的水介质。
9、一种水听器灵敏度绝对校准装置的校准方法，包括如下步骤：
10、1）信号发生器产生正弦连续信号，经过功率放大器放大后驱动发射换能器工作产生声波；声波通过水介质直接作用于水听器接收面，使水听器产生开路电压信号；水听器产生的开路电压信号经过电子开关后进入滤波器，经过滤波器滤波处理后再进入示波器，由示波器读取水听器产生的开路电压信号有效值 u h；
11、2）激光测振仪发出激光光束，依次穿过透光窗①、耦合腔中水介质、透光窗②后到达反射体，经过反射体反射后，沿原路径返回至激光测振仪；激光测振仪的输出信号经过电子开关后进入滤波器，经过滤波器滤波处理后再进入示波器，由示波器读取激光测振仪的输出信号有效值 u l；
12、3）通过公式（1）计算得到水听器的灵敏度 m：
13、 （1）
14、式中， n=0.32，为水介质的光弹系数； d为透光窗①至透光窗②的距离； ρ为水介质的密度； c为水介质中的声速； k为激光测振仪的位移转换系数。
15、本技术的有益效果为：通过激光获取耦合腔内的压力大小，达到水听器灵敏度校准的目的，无需通过繁琐的三换能器互易操作，操作简单、易于实施，弥补当前水听器灵敏度校准方法的不足。
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1.一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：该装置由计算机、信号发生器、功率放大器、示波器、滤波器、电子开关、激光测振仪、发射换能器、反光体和耦合腔构成；所述信号发生器、示波器、滤波器、电子开关通过GPIB总线连接，并通过计算机进行自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔的最大线性尺寸要比腔内介质声波的波长小，腔内尺寸为波长的1/10。
3.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔的腔体为刚性体，腔体的厚度为腔内径的1/2，保证发射换能器工作时腔体内部各点声压相等。
4.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔腔体上开有两个透光窗，保证激光测振仪发出的激光光束能够穿过耦合腔中水介质到达反射体后，沿原路径返回至激光测振仪。
5.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔盖子中间开有孔洞。
6.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔内部全部填充无气泡
...【技术特征摘要】
1.一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：该装置由计算机、信号发生器、功率放大器、示波器、滤波器、电子开关、激光测振仪、发射换能器、反光体和耦合腔构成；所述信号发生器、示波器、滤波器、电子开关通过gpib总线连接，并通过计算机进行自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔的最大线性尺寸要比腔内介质声波的波长小，腔内尺寸为波长的1/10。
3.根据权利要求1所述的一种水听器灵敏度绝对校准装置，其特征在于：所述耦合腔的腔体为刚性体，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟印，王世全，陈毅，曹猛，李文静，徐卓华，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：新型
国别省市：
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