Fizeau干涉型光纤水听器声压灵敏度校准

发布时间：2025-01-11 04:21

　　 根据Fizeau干涉型光纤水听器的相位变化量公式,计算声压场条件下随声压变化的水听器总相位变化量。通过仿真,定量分析了水听器水平与垂直姿态及深度因素对各个频率下的声压灵敏度的影响。利用振动液柱法进行光纤水听器的实验环境测试。结果表明,姿态与深度因素均会对最终测量结果造成较大影响,在40～2000 Hz频带内,与水平姿态时相比,水听器在垂直姿态时将有0.9 dB～18.2 dB的灵敏度差异,深度读取误差造成的灵敏度误差在4 dB内。由于垂直姿态下水听器各部分所感受的声压场不同,因而测量结果与水平姿态结果存在差异,在声压场测试环境中,水平校准结果比垂直校准结果更精确,且测量深度越深,校准结果越稳定。

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【部分图文】：

图6 Fizeau干涉型光纤水听器实验原理图

水声频率最高为2kHz,在声压场测试条件下,开口圆管内径为7.50cm,液柱高度H为18.75cm。实验系统中,光纤水听器“湿端”部分采用中心波长为1550nm的啁啾光栅,其反射率为-40dB～-50dB,光栅对间距为50m,即传感器腔长为50m。为保证实验结果的....

图7 光纤水听器固定方式设计

图6Fizeau干涉型光纤水听器实验原理图5.1垂直与水平姿态下的时域波形

图8 不同姿态下的输出时域波形。

为验证水听器垂直与水平姿态对实验结果的影响,在其他条件相同的情况下,仅调整水听器姿态来对水听器的响应进行测试,在测试深度为12cm下的输出时域波形如图8所示。可以看出,在100,1000,2000Hz水声频率下,水平姿态下的传感器解调信号幅度均高于垂直姿态下的解调信号,说明水....

图9 不同姿态下水听器的声压灵敏度

为测量垂直姿态下环形水听器的输出声压灵敏度响应,测试了深度为12cm、频率为40～2000Hz下的Fizeau干涉型光纤水听器的声压灵敏度响应。以光纤水听器水平姿态为角度坐标原点,分别将旋转支架旋转0°,45°,90°,完成水平到垂直姿态的测试,灵敏度校准结果如图9所示。图1....

本文编号：4025934