本申請涉及水聲傳感領(lǐng)域，尤其涉及一種校準裝置。

背景技術(shù)：

1、水下沖擊波壓力傳感器是用于測量水下沖擊壓力的關(guān)鍵裝備，具有極大軍事和民用價值和意義。水下沖擊波壓力傳感器在水中兵器的研發(fā)和評估、海洋工程、海洋資源開發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。而水下沖擊波壓力傳感器的準確測試需要依賴于其相關(guān)的計量特性(關(guān)鍵動態(tài)參數(shù)壓力靈敏度、上升時間、峰值壓力等)的準確校準。只有在水下沖擊波壓力傳感器校準準確的前提下，才能保證測量結(jié)果的準確性和可靠性，進而保證在軍事和民用應(yīng)用中的有效性。

2、對于水下沖擊波壓力傳感器的動態(tài)校準主要包括激波管動態(tài)校準方式、落錘動壓校準方法、準δ函數(shù)脈沖壓力校準法、快開閥校準法、相對動態(tài)校準法等。其中基于激波管的壓力傳感器動態(tài)校準方法是當前使用最多的校準方式。這些方法主要集中在空氣聲場中，未考慮水下沖擊波壓力傳感器適用的水下環(huán)境特性，即水體的不可壓縮特性。

3、對于水下沖擊波壓力傳感器的動態(tài)校準技術(shù)的研究較少，主要集中在水激波管與相對動態(tài)校準法相結(jié)合的方式，通常在水激波管中布置tnt炸藥聲源實現(xiàn)動態(tài)壓力校準。但該方法在多次試驗、成本及安全性方面仍存在一定缺陷。因此，需尋找新的水下沖擊波壓力傳感器動態(tài)校準彌補缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N校準裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中的部分或者全部不足。

2、本申請?zhí)峁┮环N校準裝置，包括：

3、容器，包括用于容納液體的容腔；

4、發(fā)生器，包括位于所述容腔的聲源；所述聲源用于在所述液體中產(chǎn)生水下沖擊波；以及

5、接收器，包括固定夾具以及位于所述容腔的標準傳感器；所述標準傳感器用于在所述液體中接收所述水下沖擊波；所述固定夾具包括位于所述容腔的第一固定部和第二固定部；所述標準傳感器連接于所述第一固定部；所述第二固定部用于連接置于所述液體中的待校準傳感器；

6、其中，所述第一固定部和所述第二固定部的中心點與所述聲源的聲中心水平對齊。

7、進一步地，所述發(fā)生器還包括旋轉(zhuǎn)夾具；所述旋轉(zhuǎn)夾具包括旋轉(zhuǎn)部；所述聲源固定于所述旋轉(zhuǎn)部；所述旋轉(zhuǎn)部沿豎直方向延伸，且能夠圍繞豎直延伸的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

8、進一步地，所述聲源用于產(chǎn)生水下球面沖擊波；所述固定夾具沿豎直方向延伸。

9、進一步地，所述標準傳感器和所述聲源在水平方向上的距離大于或者等于50厘米、且小于或者等于75厘米。

10、進一步地，所述第一固定部和所述第二固定部之間的距離大于或者等于5厘米、且小于或者等于10厘米。

11、進一步地，所述聲源與所述液體的液面距離大于或者等于5厘米、且小于或者等于15厘米。

12、進一步地，所述容器還包括設(shè)置于所述容腔壁面的消音部。

13、進一步地，所述發(fā)生器包括與所述聲源連接的等離子體聲源控制系統(tǒng)，用于控制所述聲源釋放沖擊波；和/或，

14、所述發(fā)生器包括與所述聲源連接的電壓電流取樣器，用于監(jiān)控所述聲源的電壓及電流。

15、進一步地，所述接收器包括電連接的測量放大器和采集儀；所述測量放大器用于獲取并放大所述標準傳感器和所述待校準傳感器的信號，并傳送給所述采集儀。

16、進一步地，所述校準裝置還包括控制器；所述控制器用于獲取所述標準傳感器的信號響應(yīng)和所述待校準傳感器的信號響應(yīng)，并根據(jù)以下公式獲得通頻帶頻率：

17、

18、其中，h1(jω)為所述標準傳感器的頻域動態(tài)特性，h2(jω)為所述待校準傳感器的頻域動態(tài)特性，f[～]為傅里葉變換，p1(t)為所述標準傳感器的信號響應(yīng)，p2(t)為所述待校準傳感器的信號響應(yīng)。

19、本申請的實施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

20、由上述實施例可知，本申請的校準裝置的聲源產(chǎn)生水下沖擊波，并且第一固定部和第二固定部的中心點與聲源的聲中心水平對齊。這種設(shè)置方式使得位于第一固定部的標準傳感器和位于第二固定部的待校準傳感器所接收到的聲波的方向和大小盡可能相同，從而降低由于接收聲波不一致而帶來的校準精度的下降。此外，聲源能夠產(chǎn)生多次聲波，因此相比于炸藥產(chǎn)生聲波的方式，本申請的聲源使得校準裝置的成本得到有效的降低，同時安全性能也能夠得到提高。

21、應(yīng)理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種校準裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述發(fā)生器還包括旋轉(zhuǎn)夾具；所述旋轉(zhuǎn)夾具包括旋轉(zhuǎn)部；所述聲源固定于所述旋轉(zhuǎn)部；所述旋轉(zhuǎn)部沿豎直方向延伸，且能夠圍繞豎直延伸的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的校準裝置，其特征在于，所述聲源用于產(chǎn)生水下球面沖擊波；所述固定夾具沿豎直方向延伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的校準裝置，其特征在于，所述標準傳感器和所述聲源在水平方向上的距離大于或者等于50厘米、且小于或者等于75厘米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述第一固定部和所述第二固定部之間的距離大于或者等于5厘米、且小于或者等于10厘米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述聲源與所述液體的液面距離大于或者等于5厘米、且小于或者等于15厘米。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述容器還包括設(shè)置于所述容腔壁面的消音部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述發(fā)生器包括與所述聲源連接的等離子體聲源控制系統(tǒng)，用于控制所述聲源釋放沖擊波；和/或，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述接收器包括電連接的測量放大器和采集儀；所述測量放大器用于獲取并放大所述標準傳感器和所述待校準傳感器的信號，并傳送給所述采集儀。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準裝置，其特征在于，所述校準裝置還包括控制器；所述控制器用于獲取所述標準傳感器的信號響應(yīng)和所述待校準傳感器的信號響應(yīng)，并根據(jù)以下公式獲得通頻帶頻率：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種校準裝置。校準裝置包括容器、發(fā)生器以及接收器。容器包括用于容納液體的容腔。發(fā)生器包括位于所述容腔的聲源；所述聲源用于在所述液體中產(chǎn)生水下沖擊波。接收器包括固定夾具以及位于所述容腔的標準傳感器；所述標準傳感器用于在所述液體中接收所述水下沖擊波；所述固定夾具包括位于所述容腔的第一固定部和第二固定部；所述標準傳感器連接于所述第一固定部；所述第二固定部用于連接置于所述液體中的待校準傳感器；其中，所述第一固定部和所述第二固定部的中心點與所述聲源的聲中心水平對齊。

技術(shù)研發(fā)人員：曹锃,阮永都
受保護的技術(shù)使用者：之江實驗室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9