實(shí)驗(yàn)名稱：驅(qū)動壓電型水下聲源進(jìn)行水下殼體頻響函數(shù)測試

研究方向：水下聲輻射

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：水下航行器在運(yùn)行過程中，其殼體內(nèi)部機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的水下聲輻射會對航行器的聲隱身性能造成顯著影響。采用頻響函數(shù)能夠準(zhǔn)確評估殼體內(nèi)部不同位置處機(jī)械設(shè)備的聲輻射貢獻(xiàn)程度。然而，由于設(shè)備間存在聲振耦合效應(yīng)，且殼體內(nèi)部空間狹小、實(shí)驗(yàn)設(shè)備布置困難，頻響函數(shù)的直接測量往往難以開展。本研究旨在通過聲學(xué)互易方法測試水下航行器殼體的頻響函數(shù)，并評估其內(nèi)部不同位置設(shè)備的聲輻射貢獻(xiàn)度。實(shí)驗(yàn)在消聲水池中進(jìn)行，采用帶端板的圓柱殼結(jié)構(gòu)模擬實(shí)際航行器殼體，以克服內(nèi)部空間狹小、設(shè)備布置困難及聲振耦合效應(yīng)導(dǎo)致的直接測量障礙。

測試設(shè)備：信號源、ATA-2082高壓放大器、水下聲源、水聽器、加速度傳感器、信號采集儀等。

實(shí)驗(yàn)過程：

圖1：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布置

圖2：水下殼體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

首先，通過信號源產(chǎn)生白噪聲信號，經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動水下聲源，在水中產(chǎn)生聲波。在聲源附近布置多個(gè)水聽器，實(shí)時(shí)測量聲壓信號以計(jì)算聲源的體積速度。該聲壓場激勵殼體產(chǎn)生振動，殼體內(nèi)部的加速度傳感器同步采集振動響應(yīng)信號。水聽器和加速度傳感器所獲數(shù)據(jù)均由信號采集儀采集并傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲與處理?；诼曉大w積速度與殼體振動響應(yīng)數(shù)據(jù)，計(jì)算頻響函數(shù)，進(jìn)而分析殼體內(nèi)部不同位置設(shè)備對聲輻射的貢獻(xiàn)程度，實(shí)現(xiàn)基于聲學(xué)互易原理的間接測量與評估。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖3：水下聲壓和殼體振動響應(yīng)

圖4：互易方法和直接測試頻響函數(shù)對比

ATA-2082高壓放大器可有效驅(qū)動壓電型水下聲源，水下聲壓和殼體振動響應(yīng)明顯，相較背景噪聲高20dB以上，保障了數(shù)據(jù)的有效性。通過互易方法所測試的三分之一倍頻程頻響函數(shù)與直接測試結(jié)果，幅值相近、趨勢一致，證明了采用互易方法測試水下航行器頻響函數(shù)的有效性。

功率放大器推薦：ATA-2082高壓放大器

圖：ATA-2082高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇