导图社区 声学测量第五章
这是一篇关于声学测量第五章的思维导图，导图从换能器阻抗特性测量方法、水声换能器声学测量参数概述、水声材料声学参数测量、换能器压灵敏度测量方法、水声材料衰减特性测量方法这几个方面作了阐述，
这是一篇关于声学测量第四章思维导图的思维导图，导图从水声换能器概述、水声换能器的使用、水声发射换 能器、水听器这四个方面作了阐述。
这是一篇关于声学测量第三章的思维导图，主要内容有干扰源及其识别技术、干扰的消除方法、常用信号与仪器、脉冲声技术、水声测量场地。
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第五章
水声换能器声学 测量参数概述
基本水声参量测量
声压
连续正弦声压
测量方法：标听收到声信号产生开路电压， 经过放大、滤波处理后测得电压值，根据 水听器的灵敏度讲电压值换算成声压值。 适用场合：消声水池、开阔水域
脉冲正弦声压
标听收到脉冲声信号后产生开路电压，经过放 大、滤波后，再根据同步触发信号和时延对接收 脉冲信号进行采集，并根据水听器灵敏度将电压值换算成声压值。 适用场合：消除边界反射、驻波和电串漏等干扰
噪声
测量方法：标听收到噪声信号产生开路电压，经过放大处理后， 由频谱分析仪得到谱密度级，以此计算声场声压值。 适用场合：消除边界反射、驻波和电串漏等干扰
质点振速
单水听器直接测量
双水听器直接测量
振速水听器直接测量
激光测量
声强
双水听器互谱法测量
水声发射器电声参数测量
等效电阻抗（导纳）测量
小信号激励下的阻抗测量
大信号激励下的阻抗测量
发送响应测量、声源级测量、非线性测量、发射指向性测量、接收电压灵敏度测量、加速度灵敏度测量等。
水声接收器电声参数测量
相位一致性测量
低频水声器相位一致性测量（1kHz以下）
较高频水声器相位一致性测量（几十kHz以下）
动态范围与等效噪声压
接收指向性
换能器声压 灵敏度测量方法
方法介绍
根据频率和压力划分
低频（1Hz~2kHz）：密闭腔压电补偿法（1Hz~2kHz） 振动液柱法（20Hz~1kHz）
中频：（1kHz~200kHz）：球面波互易法
高频（100kHz~5MHz）：三换能器互易法（100kHz~1MHz） 二换能器互易法（0.5~5MHz）
高静水压（0.1~10MPa）：耦合腔互易法（20Hz~3kHz) 行波管互易法（500Hz~2kHz) 行波管比较法（20Hz~2kHz)
根据使用目的和校准不确定度划分
一级校准：互易法、振动液柱法、密闭腔压电补偿法、用于校准标准水听器
二级校准：比较法、活塞发生器法、用于校准测量水听器
自由场比较法
水听器自由场灵敏度测量方法
同时比较法
置换比较法
发射换能器发送电压响应测量方法
自由场互易法
球面波互易法
Ⅰ发射换能器F与互易换能器H组合测量 Ⅱ发射换能器F与接收水听器J组合测量 Ⅲ互易换能器H与接收水听器J组合测量
柱面波互易法
与球面波类似，三个柱形换能器组合测量
平面波互易法
声压场比较法——驻波管法
驻波管
外形结构
垂直开口向上的厚壁刚性腔体，不锈钢材质； 发射换能器在驻波管底部，垂直向上发射声波
媒质
蒸馏水
尺寸要求
被校准件最大尺寸不大于腔体半径（声场均匀性） 2t/D≥0.4（腔体足够硬）
声场参数
工作频率
媒质声速
测量方法
标准水听器和待检水听器分别置于水面d0和d处 管中为驻波场。任意一点声压满足
首先利用标准水听器测得管中某一点的声压值P0，然后可以推算出管中其他位置的声压值P
待检水听器的平面自由场声压灵敏度可由右式得
根据管中任意一点振速满足的关系可得
再利用平面波声场中声压与振速得关系P=ρcV可得矢量水听器得平面自由场声压灵敏度
水声材料衰减特性、 阻抗特性测量方法
脉冲声管法测声速、衰减系数
目的
采用脉冲声管法测量水声材料 的纵波声速和衰减系数
原理
将被测材料样品放置于充满水的声管的一端， 另一端由发射器发出平面波在管内形成行波声场
所需器材
声管、换能器、标准反射体
测试流程
准备工作
测量反射系数R和相角φ
计算纵波声速c与衰减系数α
驻波管法测法向吸声系数、法向声阻抗率
用于对多孔材料、多孔板或穿孔薄板构件 的法向吸收系数和法向阻抗率的测量
法向吸收系数
......
法向声阻抗率
驻波声管
要求：对于圆形管，内径<0.586λ； 对于矩形管，内长边边长<0.5λ； 常分为低、中、高频三种尺寸的驻波声管
驻波声管装置性能实验
法向吸声系数测量
法向声阻抗率测量
水声材料声学参数测量
水声材料
分类
具有声学功能的各种材料。 可以固体，也可以流体。
水声构件
合乎各种声学功能的器件。
用途
主要用于声呐设备与水声测试方面
性能要求
声窗（声透镜）：全部声波都能透过
声去耦器（声障板）：全部声波都不能透过
声反射器：对声波能全部反射
水声吸声器：对声波全部不能反射
参数
声学角度：密度ρ，声速c，衰减系数α
传播系数γ，声特性阻抗Z
水声材料构件声参数测量
纵波声速测量
脉冲管测量法
驻波管测量法
插入损失与回声降低
构件小样品脉冲管测量法
构件大样品开阔水域测量法
吸声系数
换能器阻抗特性测量方法
为换能器同发射机或接收设备连接提供阻抗匹配数据
用于计算换能器得电声效率和根据电流计算它得驱动电压
用测得的阻抗曲线分析换能器得机械振动特性和声辐射特性
换能器阻抗特性
力学特性+声学特性
换能器不振动时得阻抗：阻挡阻抗
振动时的阻抗与 阻挡阻抗之差：动生阻抗
机械运动产生的力阻抗
媒质对振动膜片反作用 产生的辐射量阻抗
把小激励信号加到换能器的 同时由阻抗分析仪测量激励 电压与激励电流的复数比从 而得到测量结果
测量装置
阻抗分析仪
数据处理
测量原理
激励电压 信号取样方法
分压器法
电流变换器法
激励电流 信号取样方法
电阻取样法
测量装置组成和要求
比较测量技术
直接测量技术
测量不确定度分析
A类标准不确定度分量
B类标准不确定度分量
合成标准不确定度 和扩展不确定度
