薄片换能器厚度极化理论分析及声反射系数的实验研究

发布时间：2017-11-11 00:36

  本文关键词：薄片换能器厚度极化理论分析及声反射系数的实验研究

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【摘要】：随着科技的发展,对水声材料各项物理性能的研究备受关注,其中反射系数作为水声材料物理性能的一个重要参数更是引起了广大学者的探究兴趣。这是由于反射系数在石油勘探中起着“纽带”的作用,它能够将测井得到的曲线图转换为地震数据,也能够将地震数据反演得到伪测井曲线。在石油勘探相对较深的地区,通过测量得到的井下数据可以计算出反射系数,并估算出反射波的能量大小。因此如何精确的得到吸声材料的声反射系数及反射系数受哪些因素的影响成为声学研究中的一个重要课题。本文首先对发出声波的厚度极化方向的薄圆片换能器进行理论推导,计算出了其等效电路在发射端处的电-声转换、接收端处的声-电转换的数学方程：然后,选择不同类型的激励信号,构建了激励信号、发射端处的电-声转换以及辐射出的声波信号的关系,同时也对接收端处的声-电转换和测量得到的声波信号的关系进行了分析。通过分析三种不同激励信号下声波信号的变化情况,最后选出性能较好的门选正弦作为激励薄圆片换能器的驱动信号。由于在实际测量中,需要考虑实验环境与实验测试系统对测试结果造成的影响,因此本文首先在实际测量中计算出当前环境下换能器的声波传播速度,测量得到的声速为理论仿真反射系数提供了数据参数。其次建立了声波入射到液-固界面模型,计算出了材料铝和有机玻璃作为固体界面时的反射系数跟入射角度间的关系。接着在实际测量中使用自由场测试方法,优势在于测量环境近似于材料的实际应用环境,通过薄圆片换能器发出的声信号可以以任意角度入射到材料。测量出声波以不同角度入射下的声信号的幅值变化情况,通过理论与实际测量图形的分析能够知道反射系数的大小也跟入射角度有关。本文所研究的声波在液固界面反射系数和入射角的关系,为建立新的声波测井模型和声波测井仪的设计提供了理论依据。
【学位授予单位】：西安邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB552

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本文编号：1169085