[發明專利]一種水下管口外輻射噪聲的測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201710979922.5
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109682459B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 伍先俊;楊軍;孫紅靈
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;劉振

本發明提供了一種水下管口外輻射噪聲的測量裝置，所述裝置包括：第一水聽器(1)、第二水聽器(2)，加速度計(3)，水聲發射換能器(4)，采集設備(5)，驅動功放(6)和數據處理模塊(7)；所述第一水聽器(1)、第二水聽器(2)構成距離為Δ的雙水聽器；雙水聽器通過管口伸入管道內部或者安裝在管道內壁；所述加速度計(3)固定安裝于管道外殼上；雙水聽器和加速度計(3)連接到采集設備(5)上；所述采集設備(5)的一路輸出信號作為驅動功放(6)的輸入信號，另一路輸出信號進入采集設備(5)的第四個輸入通道作為去噪參考信號；在觀測點布放水聲發射換能器(4)，所述驅動功放(6)用于驅動水聲發射換能器(4)發聲。

技術領域

本發明涉及水下噪聲處理領域，具體涉及一種水下管口外輻射噪聲的測量裝置和方法。

背景技術

大型水下結構通常具有通海管口，通海管口是水下噪聲主要輻射噪聲源，測量分離單純水管路噪聲是制定水管路降噪措施的前提條件，但是水泵等水下管路噪聲源開啟后，其它動力設備也同時開啟，管路系統包括管路振動通過殼壁結構的輻射噪聲和管內水脈動力輻射噪聲，由于管路結構噪聲和管內水脈動力輻射噪聲頻譜相同，且相干性很強，常規方法無法分離。

發明內容

本發明是為了解決水下管口噪聲難于分離測量的問題，提出一種水下管口外輻射噪聲的測量裝置，基于該裝置，采用雙水聽器法測量管內對內聲阻抗，管內對外聲阻抗，利用互易法測量管內某點對管外某點的輻射格林函數，利用雙水聽器法測量管內體積速度，并依據輻射格林函數預測遠場觀察點的管路輻射聲壓，適用于管路聲截止頻率以下的外輻射噪聲的測量。

為了實現上述目的，本發明提出了一種水下管口外輻射噪聲的測量裝置，所述裝置包括：第一水聽器1、第二水聽器2，加速度計3，水聲發射換能器4，采集設備5，驅動功放6和數據處理模塊7；

所述第一水聽器1、第二水聽器2構成距離為Δ的雙水聽器；所述雙水聽器通過管口伸入管道內部或者安裝在管道內壁；所述加速度計3固定安裝于管道外殼上；雙水聽器和加速度計3連接到采集設備5上；所述采集設備5的一路輸出信號作為驅動功放6的輸入信號，另一路輸出信號進入采集設備5的第四個輸入通道作為去噪參考信號，所述數據處理模塊7與采集設備5連接，用于對采集設備5輸出的數據進行處理；在觀測點布放水聲發射換能器4，所述驅動功放6輸出端連接水聲發射換能器4，用于驅動水聲發射換能器4發聲。

一種基于上述的裝置實現的水下管口外輻射噪聲的測量方法，所述方法包括：

步驟1)將所述水聲發射換能器4放置在管外測量點發聲，通過雙水聽器測量并計算管內第二水聽器2放置點的聲壓和體積速度，獲得管道內對內聲阻抗；

步驟2)開啟管內聲源發聲，通過雙水聽器法測量并計算管內第二水聽器2放置點的聲壓和體積速度，從而計算管道內對外聲阻抗；

步驟3)獲得步驟1)中水聲發射換能器4的聲源體積速度，再根據該聲源作用下第二水聽器2的放置點處的聲壓計算管外水聲發射換能器4對管內第二水聽器2的輻射格林函數，最終根據互易性得到管內第二水聽器2對管外水聲發射換能器4位置的輻射格林函數；

步驟4)利用步驟1)和步驟2)獲得的聲阻抗，以及管內第二水聽器2處的管道聲質點速度，計算得到管內第二水聽器2處的等效體積聲源；

步驟5)通過管內第二水聽器2對管外水聲發射換能器4的輻射格林函數，計算得到管內第二水聽器2處的等效體積聲源向水聲發射換能器4位置的輻射聲壓；

上述步驟的第二水聽器2能夠替換為第一水聽器1。

作為上述方法的一種改進，所述步驟1)具體為：

測得第一水聽器1和第二水聽器2處的總聲壓為：