用于标定声矢量传感器和水听器的驻波装置之发展( Development of a standing wave apparatus for calibrating acoustic vector sensors and hydrophones )

RD Lenhart JD Sagers PS Wilson Calibration Acoustic waveguides Microphones Error analysis Sound pressure

水声压力传感器测量声场的标量参数--压力波动。声矢量传感器包含全向压力传感器(omni)和响应声场的质点速度或压力梯度的双轴或三轴传感元件；它们是向量。矢量传感器的每个方向通道的信号输出的幅度与相对于声压传播方向的方位成正比。两个定向通道之间的信号幅值之比以及矢量传感器全向通道和定向通道之间的互谱使人们能够从单点测量中估计到源的方位。为了在矢量传感器的可用频段上准确估计方位，必须知道全向通道和定向通道的复灵敏度。由于没有用于比较校准的标准方向基准换能器，校准必须在声压和声质点速度之间具有已知关系的声场中进行。自由场校准是有利的，因为这种关系对于平面和球面波阵面都是已知的。然而，波导边界的反射给自由场校准带来了实际的限制，特别是在低频下。另一种方法是在驻波场中进行校准测量，在驻波场中压力和质点速度之间的关系也是已知的。本论文所描述的校准设施由一个基于实验室的、垂直定向的、充水的、弹性壁波导组成，底端有一个活塞速度源，顶端有一个空气/水界面的压力释放边界条件。讨论了在这种设备中校准矢量传感器的一些挑战，包括设计波导以减轻色散、机械地将设备与地板振动隔离、理解波导结构共振对声场的影响以及开发校准算法。波导特性实验和校准测量的数据随工程图纸和校准软件一起给出。

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