矢量水听器性能参数测试及分析

第34卷第3期 声 学 技 术 Vol.34, No.3

矢量水听器性能参数测试及分析

韩 梅，孙相杰，孙芹东，笪良龙

(海军潜艇学院，山东青岛 266071)

摘要：随着声呐探测系统性能和稳定性的不断提高，矢量水听器因能同时共点测量声波的声压和振速信息，已开始应用于声呐探测系统。为保障海上实验，设计制作了胶囊形三维压电同振式矢量水听器。依据比较法测量原理，分别在驻波声管和消声水池中，对矢量水听器的x 、y 、z 和p 通道的低频段和高频段进行了灵敏度和指向性测试。测试结果表明，该型矢量水听器灵敏度较高、指向性较好，能够满足海上实验的需求。 关键词：矢量水听器；灵敏度；指向性；比较法测量

中图分类号：TB533 文献标识码：A 文章编号：1000-3630(2015)-03-0287-04 DOI 编码：10.3969/j.issn1000-3630.2015.03.020

Parameter measurement and analysis of vector hydrophones

HAN Mei, SUN Xiang-jie, SUN Qin-dong, DA Liang-long

(Navy Submarine Academy, Qingdao 266071, Shandong , China )

Abstract: With the development of sonar detect system’s capacity and stability, vector hydrophone can co-locating and simultaneously measures pressure and particle velocity of acoustic field, it has been used in sonar detect system. In or-der to guarantee sea experiments, the tri-axial piezoelectric co-oscillation capsule vector hydrophone are designed and manufactured. According to comparison measurement principle, the sensitivities and directivities at the x, y, z and p gallery of the vector hydrophone in low and high frequency bands are measured in acoustic pipe and pool. The results of measurement indicate that the vector hydrophone’s sensitivity and directivity meet the requirement of sea experi-ment.

Key words: vector hydrophone; sensitivity; directivity; comparison measurement

0 引 言

随着对水声科学研究的不断深入，在探测过程中对声呐系统的性能要求也越来越高，这就促进了矢量水听器这种新型水听器的研制及应用。矢量水听器可以同时共点地测量水下声场、得到多种声场信息和获得低频声场信号，因此被广泛地应用于科

研实践等场合[1,2]

。三维压电同振式矢量水听器具有灵敏度高、指向性对称性好、分辨率高等优点，其应用更为广泛。为了保障实验应用研究，对设计制作的三维压电同振式矢量水听器进行了电声性能参数测试。

1 矢量水听器及其电声性能参数

根据实验要求，设计制作了尺寸为54*72mm φ

收稿日期: 2014-04-21; 修回日期: 2014-07-17

作者简介: 韩梅(1967－), 女, 山东淄博人, 教授, 研究方向为水声环境

效应。

通讯作者: 孙相杰, E-mail: 604166473@https://www.360docs.net/doc/2819273403.html,

的胶囊形三维压电同振式矢量水听器，三维压电加速度计位于胶囊形同振式矢量水听器的几何中心处，声压通道是由压电陶瓷圆环材料制成的，固定在柱形外表面。在水听器的中间柱体外表面灌注一层透声材料，其余部分用复合刚性灌封材料灌封。所设计制作的矢量水听器结构图和实物图如图1、图2所示。

图1 胶囊形同振式矢量水听器结构图

Fig.1 The profile map of co-oscillation capsule vector hydrophone

1.1 灵敏度

矢量水听器的灵敏度一般用自由场声压灵敏

度、声压梯度灵敏度和矢量灵敏度来表征[3]

。

矢量水听器响应声压这一声场信息时，其灵敏