水声测量新技术概述
 
    随着水声设备类型的增多、频率范围的扩展和性能的提高,对换能器电声参数的计量测试技术又提出了许多新的要求,并推动着测试技术的发展。另一方面,现代电子技术、数字技术及其他科学技术的发展,也促进了测试技术的发展。水声计量测试新技术的发展主要表现在以下几个方面:
    1、近场测量技术的发展。
    为了提高声纳的探测距离,发展了大尺寸的面积阵,而按照远场条件校准这种基阵需要较远的距离,无疑给校准工作带来了很大的困难,为此而采用了近场测量技术,这就打破了过去只在远场条件下测量的传统方法,使水声测量技术向前迈进了一大步。
    2、长线列阵管中校准方法的发展。
    通常线列阵很长,工作频率很低。因此,应用自由场校准技术在整个基阵或声段上建立平面行波是非常困难的,即使有条件得到大的试验距离,由于水域边界的反射和测量信噪比的降低也会影响校准的正常进行,而且费用相当昂贵。为此发展了线列阵管中校准技术,它可在密封管中模拟形成平面波声场,能在实验室对线列阵实施复数灵敏度和指向性图的测量。
    3、信号处理技术在水声测量中的应用。
    随着声纳技术向低频方向的发展,需要校准的低频范围超出了在消声水池中利用脉冲声技术校准换能器的适用频率下限,即消声水池已经不能满足低频脉冲声校准技术的要求。对于低频、高Q值换能器而言,在消声水池中校准它们的低频性能将更加困难。为克服低频校准的困难,采用了信号处理技术,比如Prony方法、瞬态抑制技术、多路径建模技术等,这些技术可把有限水域内校准低频换能器的频率下限大大向下拓展,从而有效解决在有限水池进行低频换能器校准的问题。
    4、激光测量技术在水声计量测试技术中的应用。
    水声技术的发展对换能器研究提出了更高的要求,现在人们已不满足于传统的水声声压量的测量,还需要了解换能器的振动模态分布、加速度分布等,这些分布用传统的探针式水听器测量既费时,又不易测准。现在采用激光测量技术,可有效测量换能器表面振速分布,使换能器研究向更高层次发展。
    5、水声计量测试技术的数字化。
    近年来,数字计算机及数字测量和分析设备已经引入到水声测量系统,不仅提高了测量速度和精度,而且拓展了测量领域。可以预见,今后测量系统的数字化程度将越来越高,一些模拟领域的工作将逐渐转向数字领域处理,必将使测量系统更加简化,处理精度大大提高。
    6、水声综合测量系统的发展。
    随着信号处理技术和数字技术在水声计量测试中的应用,过去的专用测量系统日益向多功能测量系统发展,在硬件配置上逐渐通用化,在处理软件上逐渐柔性化。因此,在一种硬件配置的基础上,开发多功能处理软件以适应不同的用途即建立水声通用测量系统,已成为今后发展的趋势。这样可大大节省人力、物力,可产生很高的社会效益和经济效益。

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