[發明專利]針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201210010938.2
• 申請日: 2012-01-14
• 公開（公告）號: CN102589673A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 樸勝春;祝悍皓;安旭東;張海剛;袁冬;王猛;劉偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00;G01H3/00;G01N29/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，包括系統控制電腦、可移動走架、接收水聽器、寬帶高頻發射換能器、移動走架控制器、信號源、功率放大器、數據采集卡、測量放大器；其特征是：信號源、功率放大器和寬帶高頻發射換能器依次電連接；系統控制電腦、數據采集卡、測量放大器和接收水聽器依次電連接，數據采集卡同步端與信號源同步端電連接；系統控制電腦、移動走架控制器和可移動走架依次電連接；水池四周池壁敷設有高頻吸聲尖劈；待測材料水平放置于水池中的可傾斜支架上，寬帶高頻發射換能器置于待測材料下，接收水聽器置于待測材料上并固定于可移動走架上。

2.根據權利要求1所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述實驗水池為25m×2.5m×2.5m的信道水池。

3.根據權利要求1或2所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的接收水聽器是TC4038接收水聽器。

4.根據權利要求1或2所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的數據采集卡是PCI20612數據采集卡。

5.根據權利要求3所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的數據采集卡是PCI20612數據采集卡。

6.根據權利要求1或2所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的測量放大器是B&K2636測量放大器。

7.根據權利要求3所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的測量放大器是B&K2636測量放大器。

8.根據權利要求4所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的測量放大器是B&K2636測量放大器。

9.根據權利要求5所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置，其特征是：所述的測量放大器是B&K2636測量放大器。

10.一種基于權利要求1所述的針對大尺寸彈性材料的聲速測量裝置的測量方法，其特征是：

將待測材料水平放置于水池中的可傾斜支架上，寬帶高頻發射換能器位于待測材料下方，接收水聽器位于待測材料(4)上方；保持高頻發射換能器不動，接收水聽器等間隔移動，隨著寬帶高頻發射換能器與接收水聽器之間距離不斷變化，接收信號到達時間亦隨之不斷改變；取待測材料內部折射縱波與橫波到達接收水聽器的直達波時延變化規律；

所述直達波時延變化規律中主要涉及到6個參數，包括：寬帶高頻發射換能器聲中心與接收水聽器聲中心起始位置之間水平距離L_SR；寬帶高頻發射換能器聲中心深度Z_S；接收水聽器聲中心深度Z_R；待測材料中縱波聲速c_p、橫波聲速c_s；水中聲速c₁；用T_p(L_SR，Z_S，Z_R，c_p，c₁)和T_c(L_SR，Z_S，Z_R，c_s，c₁)分別表示縱波和橫波接收信號時延值，結合實測時延值T₁(L_SR，Z_S，Z_R，c_p，c₁)和T₂(L_SR，Z_S，Z_R，c_s，c₁)構造代價函數：

其中：T_pi、T_1i分別表示縱波軌跡上第i個測量點上的理論計算時延值和實測值，運動軌跡共有N點；T_ck、T_2k分別表示橫波軌跡上第k個測量點上的理論計算時延值和實測值，運動軌跡共有M點；

利用尋優算法求解代價函數，同時獲得待測材料內的縱波聲速和橫波聲速。