一种高静水压下高频发射换能器测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高静水压下高频发射换能器测量装置，包括：静水压力罐，其内安装有发射换能器；信号发生器，其位于静水压力罐外，所述信号发生器与一功率放大器的输入端通讯连接，功率放大器的输出端与发射换能器通讯连接；示波器，其与功率放大器的输出端通讯连接；其中，所述信号发生器产生与发射换能器相匹配的安装频率的正弦波，示波器用于采集发射换能器产生的发射信号。本发明专利技术的高静水压下高频发射换能器测量装置，通过比较常压下发射信号与压力环境下发射信号的差别，分析高静水压对发射换能器的影响，从而做出测试结果。

【技术实现步骤摘要】
一种高静水压下高频发射换能器测量装置及测量方法
本专利技术涉及水声测量
，尤其涉及一种高静水压下高频发射换能器测量装置及测量方法。
技术介绍
随着国家面向深海的测量设备不断发展，深海声纳技术成为大力需要发展的关键技术之一，而这其中能够将电信号转换为水声信号的深海换能器技术成为研究的焦点。深海换能器在高静水压下的性能测试是目前技术发展的难点。由于条件限制，传统应用于常压下消声水池的水声换能器测量设备无法承受高静水压环境，加之贴附于水池壁的消声材料在高静水压环境下也会失去消声能力。一般情况下只能测量不大于300米(3Mpa)的耐压条件下的换能器声学性能。总所周知，我国备受关注的南海大部分车区域深度达到了几千米，而马里亚纳海沟深度更是达到了上万米，在这些区域使用的换能器需要能够在如此大深水环境下具备换能器性能保持能力。对深海环境下所使用的换能器性能的测试目前采用两种技术方式，一是将换能器放置实验室压力罐内打压到与深海压力环境相等的条件下，并保压一段时间后取出，恢复常压再进行测试。这种方式只能测量换能器在高压环境下是否出现现了不可逆的变化，并不能真正代表换能器在压力状态下的性能；另外一种方式就是将换能器连同由其所做成的声纳设备，如浅地层剖面仪、侧扫声纳、多波速声纳或通信声纳等，进行海试试验，测试整机的功能指标。这种测试受到诸多条件的制约，其测量结果如果出现问题并不能单纯代表换能器的情况，也包括了声纳系统。即便是可以定位到问题是由于换能器导致的，由于无法测试到换能器的具体影响，所以无法表达换能器所影响的具体参数，需要进行哪些设计上的改进。针对目前水声换能器领域所面临的实际问题，有必要对现有的换能器性能测量的方法进行改进以满足深海高压环境的使用需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种深海高静水压下高频发射换能器测量装置。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提出了一种高静水压下高频发射换能器测量装置，包括：静水压力罐，其内安装有发射换能器；信号发生器，其位于静水压力罐外，所述信号发生器与一功率放大器的输入端通讯连接，功率放大器的输出端与发射换能器通讯连接；示波器，其与功率放大器的输出端通讯连接；其中，所述信号发生器产生与发射换能器相匹配的安装频率的正弦波，示波器用于采集发射换能器产生的发射信号。在以上技术方案的基础上，优选的，还包括穿舱件以及测试架，所述测试架安装在静水压力罐内，所述发射换能器安装在测试架上，所述穿舱件位于静水压力罐内且上端穿出静水压力罐外，一穿舱线缆一端与发射换能器通讯连接、另一端经穿舱件穿出后与功率放大器的输出端通讯连接。进一步优选的，所述发射换能器上还设有密封耐压件，穿舱线缆一端通过密封耐压件与发射换能器通讯连接。本专利技术还提供了一种高静水压下高频发射换能器测量装置的测量方法，包括以下步骤：S1、信号发生器发生与发射换能器相匹配的安装频率的正弦波信号，该正弦波信号经功率放大器放大后输出至发射换能器；S2、给静水压力罐逐渐加压，并通过示波器分别采集在不同压力下信号发生器驱动发射换能器产生的发射信号；S3、将不同压力下信号发生器驱动发射换能器产生的发射信号与常压下信号发生器驱动发射换能器产生的发射信号进行比较，即完成高静水压下对发射换能器的测量。在以上技术方案的基础上，优选的，S3中将常压下、不同压力下信号发生器驱动发射换能器产生的发射信号按照预定的信号长度分割成本体信号和尾振信号，对分别对常压下、不同压力下的本体信号和尾振信号进行比较，即完成高静水压下对发射换能器的测量。进一步优选的，比较方法包括时域相关法、幅度比值法和傅里叶变换频谱分析法。本专利技术的高静水压下高频发射换能器测量装置相对于现有技术具有以下有益效果：本专利技术的高静水压下高频发射换能器测量装置，通过将发射换能器安装在静水压力罐内，并给静水压力罐逐渐加压，并通过示波器分别采集在不同压力下信号发生器驱动发射换能器的发射信号，并将该发射信号与常压下信号发生器驱动发射换能器产生的发射信号进行比较，通过比较常压下发射信号与压力环境下发射信号的差别，分析高静水压对发射换能器的影响，从而做出测试结果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的高静水压下高频发射换能器测量装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种高静水压下高频发射换能器测量装置，包括：静水压力罐1，其由耐压材料制成，静水压力罐1内部中空，静水压力罐1可为长方体、正方体或圆柱体等形状；发射换能器2，其安装在静水压力罐1内，发射换能器2是将电能转换成机械能的一种装置；信号发生器3，其位于静水压力罐1外，信号发生器3能提供各种频率、波形和输出电平电信号，比如正弦波等，在本申请中信号发生器3产生与发射换能器2相匹配的安装频率的正弦波，所产生的脉冲个数设置为有限长度，如5～15个，最大信号长度与发射换能器2产生发射信号和压力罐内反射回波信号在时间上可分离为准；本专利技术要求用于测试的发射信号与压力罐内壁反射信号在时间上可分离，因此本专利技术仅适用于高频发射换能器使用，对于低频换能器，由于信号波长过长及换能器起振时间长，无法将信号发射信号与压力罐内壁反射回波在时间上分开，无法使用本方法进行测试。信号发生器3与一功率放大器4的输入端通讯连接，功率放大器4用于对信号发生器3产生的正弦波信号进行放大，功率放大器4的输出端与发射换能器2通讯连接，放大后的信号输送至发射换能器2，发射换能器2在信号发生器3产生的正弦波信号激励下驱动发射换能器2产生发射信号；示波器5，其与功率放大器4的输出端通讯连接，示波器5用于采集发射换能器2产生的发射信号。在另一种技术方案中，还包括穿舱件7以及测试架8，测试架8安装在静水压力罐1内，发射换能器2安装在测试架8上，所述穿舱件7位于静水压力罐1内且上端穿出静水压力罐1外，一穿舱线缆9一端与发射换能器2通讯连接、另一端经穿舱件7穿出后与功率放大器4的输出端通讯连接，实际中，发射换能器2上还设有密封耐压件21，穿舱线缆9一端通过密封耐压件21与发射换能器2通讯连接，本申请中信号发生器3与功率放大器4之间、功率放大器4与发射换能器2之间均通过高频线缆通讯连接，示波器5通过电压探头6与功率放大器4的输出端通讯连接。本专利技术还提供了上述高静水压下高频发射换能器测量装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高静水压下高频发射换能器测量装置，其特征在于，包括：/n静水压力罐，其内安装有发射换能器；/n信号发生器，其位于静水压力罐外，所述信号发生器与一功率放大器的输入端通讯连接，功率放大器的输出端与发射换能器通讯连接；/n示波器，其与功率放大器的输出端通讯连接；/n其中，所述信号发生器产生与发射换能器相匹配的安装频率的正弦波，示波器用于采集发射换能器产生的发射信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种高静水压下高频发射换能器测量装置，其特征在于，包括：
静水压力罐，其内安装有发射换能器；
信号发生器，其位于静水压力罐外，所述信号发生器与一功率放大器的输入端通讯连接，功率放大器的输出端与发射换能器通讯连接；
示波器，其与功率放大器的输出端通讯连接；
其中，所述信号发生器产生与发射换能器相匹配的安装频率的正弦波，示波器用于采集发射换能器产生的发射信号。


2.如权利要求1所述的高静水压下高频发射换能器测量装置，其特征在于：还包括穿舱件以及测试架，所述测试架安装在静水压力罐内，所述发射换能器安装在测试架上，所述穿舱件位于静水压力罐内且上端穿出静水压力罐外，一穿舱线缆一端与发射换能器通讯连接、另一端经穿舱件穿出后与功率放大器的输出端通讯连接。


3.如权利要求2所述的高静水压下高频发射换能器测量装置，其特征在于：所述发射换能器上还设有密封耐压件，穿舱线缆一端通过密封耐压件与发射换能器通讯连接。


4.一种如权利要求1～3任...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹星慧，曲治国，沈斌坚，吕成财，
申请(专利权)人：中国科学院深海科学与工程研究所，
类型：发明
国别省市：海南;46