基于互易原理的聚焦聲場與聚焦換能器校準技術(shù)的研究.pdf

1、如何能簡單、準確地測量聚焦聲場聲功率和實現(xiàn)聚焦換能器與水聽器的互易校準都成為目前急需解決的難題。本實驗室首次利用平面波互易原理測量平面波超聲功率，通過與IEC推薦的輻射力法的實驗結(jié)果比較，取得了良好的一致性，為聚焦聲場聲功率的測量提供了理論和實驗基礎(chǔ)。本論文在國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，利用本實驗室在球面聚焦聲場互易原理和互易校準的領(lǐng)先研究優(yōu)勢，深入進行了互易原理在聚焦聲場及聚焦換能器校準技術(shù)的研究，進一步發(fā)展了球面聚焦換能器的互易校準

2、技術(shù)及其應(yīng)用，并開展了互易原理用于柱面聚焦換能器聚焦超聲場的研究。本論文的主要研究內(nèi)容為： 1、以平面波聲場互易原理為基礎(chǔ)，詳細分析了聚焦聲場中互易原理與平面波互易原理的不同之處，采用平面波互易法測量了平面換能器的聲功率，將結(jié)果與輻射力法進行了實驗比較。首次應(yīng)用互易原理研究球面聚焦聲場，實現(xiàn)了二種空氣背襯球面聚焦換能器的聲功率測量。在相同實驗條件下與輻射力法的測量比較結(jié)果表明：聚焦聲場互易法與國際上首選的輻射力法測量聚焦換能器的

3、輻射聲功率具有良好的一致性。用實驗證明球面聚焦換能器互易原理及其校準方法、互易法測量聲功率的正確性。 2、首次從理論上推導(dǎo)計算了柱面聚焦聲場互易常數(shù)和柱面波衍射修正系數(shù)，定義了柱面聚焦換能器的焦線發(fā)射電壓響應(yīng)和電流響應(yīng)參數(shù)，據(jù)此測量和計算了柱面聚焦換能器輻射聲功率，實現(xiàn)了柱面聚焦換能器的互易校準。 3、在球面聚焦聲場互易法的基礎(chǔ)上，利用球面聚焦換能器的聲源聚焦增益，由發(fā)射球面處的平均聲壓導(dǎo)出了焦點聲壓，計算測量了球面聚焦

4、換能器的“焦點發(fā)射響應(yīng)”新參數(shù)，并對焦點處水聽器表面聲壓的空間平均效應(yīng)進行了理論修正，首次實現(xiàn)了球面聚焦聲場中水聽器的互易校準。通過與平面波互易法的校準比對，結(jié)果符合較好。證明了該方法校準水聽器的可行性和正確性。同時首次提出寬帶脈沖頻譜分析互易法。采用寬頻帶脈沖信號源激勵球面聚焦換能器或平面活塞換能器，應(yīng)用加窗的FFT方法對測量得到的第一回波電壓、短路電流以及水聽器輸出端電壓信號進行頻譜分析，給出了水聽器靈敏度的頻率響應(yīng)表達式，設(shè)計了一