专利名称：矢量水听器声压振速相位差测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种矢量水听器声压振速相位差测量装置及方法。
背景技术：
振速型矢量水听器可以同步获取声场中某点处的声压标量信息和三维的矢量振速信息，而又由于其偶极子指向性与频率无关，对低频信号有很强的检测能力，因此近几十年矢量水听器在目标探测领域迅速引起重视。而利用矢量水听器进行目标探测少不了声压与振速的联合信号处理技术，这其中，声压与振速信号的相位差正是这一联合处理技术中非常重要的参数之一。由于原材料、制作工艺、生产环境等多种因素的影响，声压水听器与振速传感器之间对于相同信号的响应会存在一定的位相差，为了保证后期信息处理的准确性，必须准确测量这一参数。目前，针对矢量水听器声压与振速传感器之间的相位差尚未形成统一的标准，而国内有关矢量水听器各参数主要采用的是驻波管测量法。但是此方法测量时随着矢量水听器放入管中会影响管内声场的边界条件，影响管中的声场。为了获取准确的声场信息则必须在所测得的参数中加入一个修正值，但此修正值的获取需要从大量的测量数据中获取，这使得测量变得异常繁琐。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种矢量水听器声压振速相位差测量装置及方法，解决现有技术中矢量水听器各参数测量过程繁琐的缺陷，实现通过矢量水听器声压振速相位差测量装置方便快捷的对矢量水听器各参数进行测量。本发明提供的技术方案是，一种矢量水听器声压振速相位差测量装置，包括:振动台、振动台控制器、信号发生器、数据采集系统、支撑装置、水筒和加速度传感器；所述信号发生器通过所述振动台控制器与所述振动台连接，所述数据采集系统包括连接在一起的上位机和数据采集仪，所述加速度传感器与所述数据采集仪连接，所述支撑装置包括振动座，所述振动座固定在所述振动台的振动头上；在对矢量水听器的垂直方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量时，所述振动头垂直设置，所述水筒和所述矢量水听器分别固定在所述振动座的两端部，所述声压水听器位于所述水筒中，所述加速度传感器固定在所述振动座的中部，所述声压水听器和所述垂直方向振速传感器分别与所述数据采集仪连接；在对所述矢量水听器的水平方向振速传感器进行相位差测量时，所述振动头水平设置，所述加速度传感器和所述矢量水听器分别固定在所述振动座的两端部，所述水平方向振速传感器与所述数据采集仪连接。进一步的，所述支撑装置还包括滑动座，所述滑动座上设置有滑轨；对所述矢量水听器的水平方向振速传感器进行相位差测量时，所述振动座滑动连接在滑轨上。本发明还提供一种矢量水听器声压振速相位差测量方法，采用如上所述的矢量水听器声压振速相位差测量装置进行测量，具体步骤包括:步骤1、打开信号发生器和振动台控制器，调节控制振动台产生频率为4的振动激励；
步骤2、对矢量水听器的垂直Z方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量:调整矢量水听器的垂直Z方向振速传感器与振动台的振动方向相同，通过上位机获得该频频率下
的声压水听器与垂直Z方向振速传感器间的相位差Ag1、以及声压水听器与加速度传感器间的相位差A禹；
步骤3、对矢量水听器的水平X方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量:调整矢量水听器的水平X方向振速传感器与振动台的振动方向相同，通过上位机获得该频频率下
的水平X方向振速传感器与加速度传感器之间的相位差A ，根据公式
权利要求
1.一种矢量水听器声压振速相位差测量装置，其特征在于，包括:振动台、振动台控制器、信号发生器、数据采集系统、支撑装置、水筒和加速度传感器；所述信号发生器通过所述振动台控制器与所述振动台连接，所述数据采集系统包括连接在一起的上位机和数据采集仪，所述加速度传感器与所述数据采集仪连接，所述支撑装置包括振动座，所述振动座固定在所述振动台的振动头上； 在对矢量水听器的垂直方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量时，所述振动头垂直设置，所述水筒和所述矢量水听器分别固定在所述振动座的两端部，所述声压水听器位于所述水筒中，所述加速度传感器固定在所述振动座的中部，所述声压水听器和所述垂直方向振速传感器分别与所述数据采集仪连接； 在对所述矢量水听器的水平方向振速传感器进行相位差测量时，所述振动头水平设置，所述加速度传感器和所述矢量水听器分别固定在所述振动座的两端部，所述水平方向振速传感器与所述数据采集仪连接。
2.根据权利要求1所述的矢量水听器声压振速相位差测量装置，其特征在于，所述支撑装置还包括滑动座，所述滑动座上设置有滑轨；对所述矢量水听器的水平方向振速传感器进行相位差测量时，所述振动座滑动连接在滑轨上。
3.一种矢量水听器声压振速相位差测量方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的矢量水听器声压振速相位差测量装置进行测量，具体步骤包括: 步骤1、打开信号发生器和振动台控制器，调节控制振动台产生频率为4的振动激励； 步骤2、对矢量水听器的垂直Z方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量:调整矢量水听器的垂直 Z方向振速传感器与振动台的振动方向相同，通过上位机获得该频频率下的声压水听器与垂直Z方向振速传感器间的相位差、以及声压水听器与加速度传感器间的相位差A成； 步骤3、对矢量水听器的水平X方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量:调整矢量水听器的水平X方向振速传感器与振动台的振动方向相同，通过上位机获得该频频率下的水平X方向振速传感器与加速度传感器之间的相位差,根据公式Af>=A#-Af-y，计算获得AA1 =; 步骤4、对矢量水听器的水平Y方向振速传感器和声压水听器进行相位差测量:调整矢量水听器的水平Y方向振速传感器与振动台的振动方向相同，通过上位机获得该频频率下的水平Y方向振速传感器与加速度传感器之间的相位差Air ,根据公式Af =A#-Ajr-叾，aFn2计算获得=。
4.根据权利要求3所述的矢量水听器声压振速相位差测量方法，其特征在于，所述步骤I具体为:通过信号发生器和振动台控制器，调节控制振动台依次产生频率为4、/2……
全文摘要
本发明提供一种矢量水听器声压振速相位差测量装置及方法。矢量水听器声压振速相位差测量装置包括振动台、振动台控制器、信号发生器、数据采集系统、支撑装置、水筒和加速度传感器；信号发生器通过振动台控制器与振动台连接，数据采集系统包括连接在一起的上位机和数据采集仪，加速度传感器与数据采集仪连接，支撑装置包括振动座，振动座固定在振动台的振动头上。通过利用振动台产生振动激励，分别获得垂直方向和水平方向上的声压水听器与振速传感器之间的相位差，无需人为对测得的参数加入修正值，有效的简化了矢量水听器各参数的测量过程，并且由于矢量水听器声压振速相位差测量装置的结构简单、制造成本较低，使其更容易被普及使用。
文档编号G01H3/00GK103105225SQ20131004523
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者郑轶, 刘振江, 王振, 马庆峰, 倪秀辉, 王文凯, 于砚廷, 项顼, 刘慧 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所