专利名称：水听器相位一致性测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种水听器相位一致性测试装置。
背景技术：
水听器是利用材料的特性以及它与周围环境相互作用产生的种种调制效应，探测液体中压力、声音等信号的仪器。在民用领域，水听器可以通过检测水声信号进行石油勘探、海洋生物监测、海底考察等。在军事领域，水听器作为声纳系统的最前端，承担着探测敌方目标信号的作用。 作为一种重要的装备，水听器必须保证良好的性能。因此，在水听器的生产、使用过程中都必须对其性能进行测试。而水听器的相位一致性是一项重要的被测指标。
水听器的相位一致性指两个或两个水听器在相同瞬时声压作用下，各个水听器输出的相位差值。在多个水听器成阵应用时，水听器的相位一致性是关系到系统性能的一项重要指标。 传统的水听器相位一致性测试方法中， 一般要求需要满足远场条件或者在自由场
测试(GB/T 16165水听器相位一致性测量方法)。该方法的原理是在将待测水听器放在自
由场的远场条件中，采用相位计读出水听器输出相位与参考相位的差值。 然而，该方法的最大缺点是需要满足远场条件或者在自由场测试。当水听器或者
发射换能器的体积较大时，则需要较大的水域进行测试。 一般需要建造较大规模的消声水
池或者在湖、海中进行。成本十分高昂。 因此，本发明提出一种用于水听器相位一致性测试的装置，该装置可以通过较小的振动台和液柱缸实现相位一致性的测量。这是降低水听器的测试成本、推广水听器的应用领域所必需解决的关键技术问题。
发明内容
( — )要解决的技术问题 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种水听器相位一致性测试装置，以解决
现有水听器相位一致性测试中需要较大水域、成本高昂的问题。 (二)技术方案为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下 —种水听器相位一致性测试装置，该装置包括 安装于基础10上的振动台20，用于产生振动信号； 安装于振动台20上方的液柱缸30，作为测试的容器； 安装于基础10上的水听器夹具40，用于夹持待测水听器； 安装于水听器夹具上的标准水听器50，用于测量提供参考信号； 信号源80，用于给振动台20提供信号及给标准相位计70提供参考信号；以及 标准相位计70，用于测量其输入两信号的相位差。
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上述方案中，所述液柱缸30的重心与所述振动台20的振动方向重合。 上述方案中，所述液柱缸30内盛有液体31，标准水听器50放置于液体31的液柱
高度的中部。 上述方案中，使用本测试装置测试水听器相位一致性的方法之一为比较待测水听 器的输出相位与标准水听器50的输出相位，此时标准相位计70的输入信号为待测水听器 的输出信号与标准水听器50的输出信号。 上述方案中，使用本测试装置测试水听器相位一致性的方法之二为比较待测水听 器的输出相位与信号源80的参考信号的输出相位，此时标准相位计70的输入信号为待测 水听器的输出信号与信号源80的输出信号。
(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果 1、本发明提供的这种水听器相位一致性测试装置，可以通过振动台20和液柱缸 30来建立声场，测试水听器的相位一致性，降低了测试系统的体积和成本。
2、本发明提供的这种水听器相位一致性测试装置，可以通过在液柱缸30内进行 测试，而不必考虑远场条件。
图1为本发明提供的水听器相位一致性测试装置示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。 请参照图1，该水听器相位一致性测试装置包括安装于基础10上的振动台20，用 于产生振动信号；安装于振动台20上方的液柱缸30，作为测试的容器；安装于基础10上的 水听器夹具40，用于夹持待测水听器；安装于水听器夹具上的标准水听器50，用于提供参 考信号；信号源80，用于给振动台20提供信号及给标准相位计70提供参考信号；以及标准 相位计70，用于测量相位差。 液柱缸30的重心与振动台20的振动方向重合。液柱缸30内盛有液体31，标准水 听器50放置于液体31的液柱高度的中部。 使用本测试装置测试水听器相位一致性的方法之一为比较待测水听器的输出相 位与标准水听器50的输出相位。此时标准相位计70的输入信号为待测水听器的输出信号 与标准水听器50的输出信号。 使用本测试装置测试水听器相位一致性的方法之二为比较待测水听器的输出相 位与信号源80的参考信号的输出相位。此时标准相位计70的输入信号为待测水听器的输 出信号与信号源80的输出信号。 本发明提供的水听器相位一致性测试装置的使用方法可结合附图1说明。将振动 台20安装于基础10上，在振动台20上安装液柱缸30，其安装方式一般为螺栓连接。在液 柱缸中装入其容量2/3左右的液体31 ( —般为水或油)。将待测水听器60和标准水听器 50固定于水听器夹具40上，固定方式一般为用细线绑住或用胶带粘住。水听器夹具40也同样固定于基础10上，不随液柱缸一起振动。信号源80用于给振动台20提供信号，也用 于给标准相位计70提供参考信号。 当液柱缸30振动时，带动其中的液体一起振动，从而在液柱缸30内建立驻波场， 使待测水听器60和标准水听器50感受到的声压发生变化。驻波场内同一位置的相位保持 恒定，因此可以通过将待测水听器60的输出相位与标准水听器50或者信号源80的参考信 号进行比较，从而实现相位一致性的测试。而不必在自由场内满足远场条件下进行测试。
使用本测试装置测试水听器相位一致性的方法之一为比较待测水听器的输出相 位与标准水听器50的输出相位。此时标准相位计70的输入信号为待测水听器的输出信号 与标准水听器50的输出信号。首先测试待测水听器l，将待测水听器1的输出信号与标准 水听器50的输出信号输入标准相位计70，此时标准相位计70的输出al为待测水听器1与 标准水听器50的相位差。然后测试待测水听器2，同上，将待测水听器2的输出信号与标 准水听器50的输出信号输入标准相位计70，此时标准相位计70的输出a2为待测水听器2 与标准水听器50的相位差。而al-a2即为待测水听器1与待测水听器2的相位差，即相位 一致性。当有多个(如n个)待测水听器时，先测出每个待测水听器与标准水听器50的相 位差al，a2，a3，……，an。然后将a2，a3，a4，……，an分别减去al，即为n个待测水听器 之间的相位一致性。 使用本测试装置测试水听器相位一致性的方法之二为比较待测水听器的输出相 位与信号源80的参考信号的输出相位。此时标准相位计70的输入信号为待测水听器的输 出信号与信号源80的输出信号。首先测试待测水听器l，将待测水听器1的输出信号与信 号源80的输出信号输入标准相位计70，此时标准相位计70的输出al为待测水听器1与信 号源80的相位差。然后测试待测水听器2，同上，将待测水听器2的输出信号与信号源80 的输出信号输入标准相位计70，此时标准相位计70的输出a2为待测水听器2与信号源80 的相位差。而al-a2即为待测水听器1与待测水听器2的相位差，即相位一致性。当有多个 (如n个)待测水听器时，先测出每个待测水听器与信号源80的相位差al， a2， a3，……， an。然后将a2， a3， a4，……，an分别减去al，即为n个待测水听器之间的相位一致性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种水听器相位一致性测试装置，其特征在于，该装置包括安装于基础(10)上的振动台(20)，用于产生振动信号；安装于振动台(20)上方的液柱缸(30)，作为测试的容器；安装于基础(10)上的水听器夹具(40)，用于夹持待测水听器；安装于水听器夹具(40)上的标准水听器(50)，用于测量提供参考信号；信号源(80)，用于给振动台(20)提供信号及给标准相位计(70)提供参考信号；以及标准相位计(70)，用于测量其输入两信号的相位差。
2. 根据权利要求l所述的水听器相位一致性测试装置，其特征在于，所述液柱缸(30) 的重心与所述振动台(20)的振动方向重合。
3. 根据权利要求l所述的水听器相位一致性测试装置，其特征在于，所述液柱缸(30) 内盛有液体(31)，标准水听器(50)放置于液体(31)的液柱高度的中部。
4. 根据权利要求1所述的水听器相位一致性测试装置，其特征在于，使用本测试装置 测试水听器相位一致性的方法之一为比较待测水听器的输出相位与标准水听器(50)的输 出相位，此时标准相位计(70)的输入信号为待测水听器的输出信号与标准水听器(50)的 输出信号。
5. 根据权利要求1所述的水听器相位一致性测试装置，其特征在于，使用本测试装置 测试水听器相位一致性的方法之二为比较待测水听器的输出相位与信号源(80)的参考信 号的输出相位，此时标准相位计(70)的输入信号为待测水听器的输出信号与信号源(80) 的输出信号。
全文摘要
本发明公开了一种水听器相位一致性测试装置，该装置包括安装于基础(10)上的振动台(20)，用于产生振动信号；安装于振动台(20)上方的液柱缸(30)，作为测试的容器；安装于基础(10)上的水听器夹具(40)，用于夹持待测水听器；安装于水听器夹具上的标准水听器(50)，用于测量提供参考信号；信号源(80)，用于给振动台20提供信号及给标准相位计70提供参考信号；以及标准相位计(70)，用于测量其输入两信号的相位差。利用本发明，可以通过振动台(20)和液柱缸(30)来建立声场，测试水听器的相位一致性，降低了测试系统的体积和成本。
文档编号G01H17/00GK101762322SQ20101003428
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者刘育梁, 张文涛, 李学成, 李芳 , 王延 申请人:中国科学院半导体研究所