[發(fā)明專利]一種在非消聲水池中測量換能器陣列互輻射阻抗的方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210535235.1
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103869163A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)森;姬培鋒;許勇;楊軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種測量換能器陣列互輻射阻抗的方法，該方法能夠在非消聲水池中、水箱中或消聲器水池中測量性能及參數(shù)相似的壓電陶瓷換能器陣列中兩個換能器組成的換能器對的互輻射阻抗參數(shù)，所述的方法包含：

步驟101）測量每個換能器在空氣中的諧振頻率f_a、換能器的靜態(tài)電納值B₀和水中的諧振頻率f_w；

步驟102）在非消聲器水池中、水箱中或消聲水池中選擇Q個布放點，用于布放待測量的換能器對；

步驟103）將待測量換能器對布放于上述布放點中的某個點上，將待測換能器對中的第一換能器和第二換能器以第一換能器空氣諧振頻率和水中諧振頻率同相以及反相工作時，獲得第一換能器在各種工作情況下的電阻和電抗；

步驟104）重復(fù)上述步驟103）直至完成上述待測換能器對中的第一換能器在所有Q個布放點處的電阻和電抗測量；

步驟105）依據(jù)待測換能器對在上述各點處的電阻計算待測換能器對在各點時的互輻射阻，共得到Q個互輻射阻；并依據(jù)待測換能器對在上述各點處的電抗及待測換能器對中的任意一個換能器的靜態(tài)電納值，計算待測換能器對在各點時互輻射抗，共得到Q個互輻射抗；

計算Q個互輻射阻的均值為測量得到的待測換能器對的互輻射阻，計算Q個互輻射阻抗的均值為測量得到的待測換能器對的互輻射抗，完成換能器對的互輻射阻抗的測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量換能器陣列互輻射阻抗的方法，其特征在于，所述步驟101）進一步包含：

步驟101-1）獲取換能器陣列中各換能器在空氣中的導(dǎo)納曲線圖和水中的導(dǎo)納曲線圖；

步驟101-2）從空氣中的導(dǎo)納曲線圖中獲取空氣中的諧振頻率f_α和換能器的靜態(tài)電納值B₀，并從水中的導(dǎo)納曲線圖中獲取水中的諧振頻率f_w，其中從導(dǎo)納曲線圖中讀取諧振頻率方法為：查找電導(dǎo)曲線的最大值點，其所對應(yīng)的頻率就是諧振頻率f_r，如果是空氣中的導(dǎo)納曲線圖，則f_r為空氣中的諧振頻率f_a；如果是水中的導(dǎo)納曲線圖，則f_r為取水中的諧振頻率f_w。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量換能器陣列互輻射阻抗的方法，其特征在于，所述步驟102）進一步包含：

在非消聲水池中隨機選擇Q個布放點；

或

選擇陣列中的任意換能器k，計算其在水中輻射聲波的波長，為：

λ=c0fw(k)]]>

其中，c₀為水中聲波的速度；

在非消聲水池中指定一個λ×λ×λ的立方體區(qū)域，在這一立方體表面上及其內(nèi)部區(qū)域內(nèi)均勻取Q＝M³位置作為布放點，其中M≥4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量換能器陣列互輻射阻抗的方法，其特征在于，所述步驟103）具體包含：

將位于布放點上的第一換能器u和第二換能器v工作的條件下，依據(jù)下述方法測量換能器第一換能器u的電阻和電抗：

a)產(chǎn)生頻率為的信號，加載在第一換能器u和第二換能器v上，測量第一換能器u的電阻和電抗

b）產(chǎn)生頻率為的信號，加載在第一換能器u上，并將該信號的相位改變180°，加載在第二換能器v上，測量出第一換能器u的電阻和電抗

c）產(chǎn)生頻率為的信號，加載在第一換能器u和第二換能器v上，測量出第一換能器u的電阻和電抗

d）產(chǎn)生頻率為的信號，加載在第一換能器u上，將該信號的相位改變180°，加載在第二換能器v上，測量出第一換能器u的電阻和電抗

其中，表示第一換能器u在水中的諧振頻率，表示第一換能器u在空氣中的諧振頻率。