[发明专利]一种高静水压下高频发射换能器测量装置及测量方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及水声测量技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种深海高静水压下高频发射换能器测量装置。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明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。

本发明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；