压差法测量超声波声强

基于声强在声学应用研究尤其是在声化学反应中的重要性,简单且快速测量声强的空间分布对声化学反应的放大具有重要意义.介绍了一种由三维定位仪和U型微压差计组成的声辐射压测量装置,将测得的声辐射压转换成声强.利用本方法对水中超声波声强进行了测定,并将测得结果与水听器法测得结果进行比较.结果表明,两者测量精度相当,测量结果达到了实验的要求.压差法测量声强方法简单、快速,测量结果准确.同时还对水中轴向声强衰减进行了测定,测量结果表明,轴向声强随着距离平方成倒数关系,符合声衰减理论规律.     

基于GPS的海底电缆二次定位测量系统

讨论了二次定位中声波定位方法和初至波定位方法误差的来源,指出由于多台GPS设备在不同的船上工作,众多设备统筹协调不好是造成二次定位存在较大系统误差的重要原因。在863课题支持下,开发了基于GPS的海上物探测量系统,该系统能统筹管理多台设备,实时完成导航、资料处理、绘图等多项功能,对提高生产效率,降低系统误差起到了重要作用。     

仿生矢量水听器透声帽的实验测试与研究

由中北大学研制的MEMS仿生矢量水听器具有低频、小尺寸、灵敏度高等性能特点;但是由于受封装结构的影响,该水听器的灵敏度和频率响应还不太理想。为此,研究了聚氨酯透声帽封装对水听器性能的影响。首先,采用ANSYS对封装结构进行仿真,将仿真结果与自由场中液体质点的振动位移进行了对比分析。然后,通过实验对比有无封装两种情况下的水听器性能。最终得出:封装结构的固有机械特性耦合作用于水听器MEMS芯片上,导致水听器频率响应起伏较大,并在透声帽的共振频率处出现峰值;自由场中,透声帽随声波摆动的偏斜量与液体质点位移不相符导致水声衰减引起水听器灵敏度下降。     

基于矢量水听器的噪声声强测量技术

介绍了矢量水听器的测量模型及噪声声强测量原理。针对在消声水池对矢量水听器测量系统和传统声压水听器测量系统进行的比对测量,检测了系统的整体测试性能,分析比较了各自获得的信噪比情况,验证了矢量水听器测量系统的无指向性特性。水池试验表明,矢量水听器测量系统能量著抑制各向同性噪声,提高测量系统信噪比,可用于低噪声舰船辐射噪声的测量。     

光纤水听器测量聚焦换能器声压和温度分布

为了解决人体中高强度聚焦超声(HIFU)焦点处的温度场分布检测的难题，给出了从声压分布入手探测温度场分布问题的新方法。通过搭建光纤水听器自动扫描系统，利用光纤水听器同时测量仿组织材料（TMM）样本中焦斑区域的声场和温度的分布，探究声压和温度在人体组织中的分布关系。通过实验得出，声压最大处和温度场最高处坐标同为(0 mm,0 mm)；-3 dB和-6 dB声束宽度：声压为2.4 mm、3.22 mm，温度为2.44 mm、2.98 mm。实验结果表明，声压和温度的最大值高度重合；仿组织材料样本中超声焦点处的横切面温度分布要比声压分布陡峭，即相比声压分布，温度场的能量分布更加集中，焦点半径更小。     

直流漂移对PGC解调结果的影响

在实际的相位生成载波（简称PGC）解调输出中，直流漂移会使解调结果产生失真．为此，对其影响进行了理论分析，并对分析的结论进行了仿真验证，研究了实际数字化实现PGC解调原理中消除这种影响的方法．结果证明，用软件算法和硬件高通滤波电路都可以有效地降低直流漂移的影响．     

基于分数低阶统计量的水下目标定向新方法

针对传统方法对阵列信号处理所研究的噪声采用高斯分布的模型来进行描述,当噪声存在显著的尖峰时,不能得到满意结果的问题。利用稳定分布对实际中所遇到的具有较大脉冲特性的随机噪声进行建模,分析了共变在阵列信号处理中的不足,利用已有的矢量水听器模型建立一种水下目标定向系统,提出了一种基于分数阶相关的水下目标定向算法。仿真表明这种算法是一种在高斯和分数低阶α-稳定分布噪声条件下具有良好韧性的水下目标定向算法,相对共变而言,分数阶相关具有更宽的噪声特征指数范围,更适用于实际应用。     

海洋石油勘探水听器二次定位新方法研究

提出了海洋石油勘探中水听器二次定位的一种新方法，该方法使用1．5kHz频段的低频声纳取代现有初至波定位系统的气枪来提高二次定位的精度。给出了新方法的系统组成及工作原理，对比了新方法与现有的水听器二次定位初至波方法及声波定位方法的优缺点，并通过计算机仿真、实验室测试证实了该方法的可行性。结果表明，新方法定位精度高，操作简单，便于维护。     

单指向性水听器指向性影响因素的研究

对二元相控阵单指向性水听器的指向性影响因素进行了理论分析，并对部分影响因素进行了实验验证。结果表明，两个基元输出信号的幅值发生变化，或者其移相角度发生漂移，都会对单指向水听器的性能产生影响。这为单指向性水听器的设计制作提供了一定的参考依据。     

多相体系中固含率的水听器检测

通过水听器检测技术,结合偏最小二乘法(PLS)分析,实现了对气液固三相搅拌釜内固含率的检测.通过对水听器信号的特征分析得出了固体运动的特征频段,发现PLS建模方法能够从物理意义上反映固体运动的特征频段,并建立了PLS回归模型的固含率.结果表明,模型所得固含率预测值与真实值的相关系数大于0.89,平均相对误差小于1.02％,预测均方差小于1.73％,具有较好的预测效果.