一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量的裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量的裝置及方法，裝置包括計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理器、聲學(xué)參量陣、聲級計(jì)和數(shù)據(jù)采集卡，所述計(jì)算機(jī)依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡、所述信號(hào)處理器和所述聲學(xué)參量陣，構(gòu)成聲波發(fā)射系統(tǒng)；所述聲級計(jì)依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī)，構(gòu)成聲波測量系統(tǒng)。聲波發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出高指向性的高頻聲波，在待測參考位置產(chǎn)生低頻聲波，由聲波檢測裝置檢測待測參考位置處的聲波頻率和聲壓級幅值。本發(fā)明專利技術(shù)提供的裝置和方法能實(shí)現(xiàn)低頻聲波的高指向性發(fā)射與實(shí)時(shí)測量。

Device and method for transmitting and measuring low-frequency acoustic wave with high directivity

The invention discloses a device and a method of high to low frequency acoustic emission and measurement device, including computer, signal processor, acoustic parametric array, sound level meter and data acquisition card, the computer are connected by wires to the data acquisition card, the signal processing device and the acoustic parametric array, a sound launch system; the sound level meter are connected with the data acquisition card through the wire and the computer, a sound measurement system. The acoustic emission system sends out the high frequency sound wave with high directivity, and the low frequency sound wave is generated at the reference position to be measured. The device and the method provided by the invention can realize the high directivity and real-time measurement of the low frequency sound wave.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及聲波探測
，尤其是一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量的裝置及方法。
技術(shù)介紹
高指向性低頻聲波發(fā)射技術(shù)，在非金屬地雷的非接觸式聲共振探測
具有廣闊的應(yīng)用前景，也一直是聲波探測工程
的難題。高頻聲波（如超聲波）的指向性強(qiáng)，但在空氣中衰減嚴(yán)重而難以進(jìn)行較遠(yuǎn)距離發(fā)射和傳播；低頻聲波在空氣中衰減相對較小但有較強(qiáng)的發(fā)散特性。已有的聲學(xué)參量陣在一定條件下可實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離高指向性高頻聲波的發(fā)射功能，并在發(fā)射方向的某一位置產(chǎn)生低頻的聲波，但缺少配套使用的低頻聲波的頻率檢測和強(qiáng)度檢測方面的聲波檢測裝置。目前尚無專用的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置。一個(gè)典型的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置應(yīng)包括高指向性聲波發(fā)射系統(tǒng)，以及聲波頻率和聲壓級幅值的測量系統(tǒng)，本專利技術(shù)正是針對這一關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行展開的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服目前尚無專用的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置等方面的問題，提供一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量的裝置及方法，可實(shí)現(xiàn)高指向性低頻聲波的發(fā)射與測量。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案：一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置，包括計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理器、聲學(xué)參量陣、聲級計(jì)和數(shù)據(jù)采集卡，所述計(jì)算機(jī)依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡、所述信號(hào)處理器和所述聲學(xué)參量陣，構(gòu)成的聲波發(fā)射系統(tǒng)；所述聲級計(jì)依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī)，構(gòu)成的聲波測量系統(tǒng)。一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量方法，采用上述高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置，具體步驟如下：（1）將計(jì)算機(jī)依次通過導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)處理器和聲學(xué)參量陣，構(gòu)成高指向性的高頻聲波發(fā)射系統(tǒng)；（2）將聲學(xué)參量陣發(fā)聲端口對準(zhǔn)待測參考位置；（3）將聲級計(jì)置于待測參考位置，并將聲級計(jì)通過導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)，構(gòu)成同時(shí)測量聲波頻率和聲壓級幅值的測量系統(tǒng)；（4）通過計(jì)算機(jī)發(fā)出差頻為低頻f0的兩列高頻正弦波信號(hào)，依次通過數(shù)據(jù)采集卡和信號(hào)處理器后由聲學(xué)參量陣發(fā)出高指向性正弦聲波；（5）將聲級計(jì)測得的聲波頻率和聲壓級幅值在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)顯示、記錄；（6）改變聲學(xué)參量陣相對待測參考位置的距離和方向，至聲級計(jì)測出頻率為f0且聲壓級幅值達(dá)到極大值的聲波；（7）所測的頻率為f0且聲壓級幅值達(dá)到極大值的聲波，即為高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置朝待測參考位置發(fā)射與測量的高指向性低頻聲波。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)將計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理器、聲學(xué)參量陣、聲級計(jì)和數(shù)據(jù)采集卡組合使用，解決了目前尚無專用的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量的裝置及方法等方面的問題；而且裝置結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)射的低頻聲波能滿足高指向的要求，并能對待測參考位置處的聲波頻率和聲壓級幅值進(jìn)行實(shí)時(shí)測量。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是高指向性低頻聲波的發(fā)射與測量方法步驟框圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖論述如下：參見圖1，一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置，包括計(jì)算機(jī)101、信號(hào)處理器102、聲學(xué)參量陣103、聲級計(jì)104和數(shù)據(jù)采集卡105，所述計(jì)算機(jī)101依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡105、所述信號(hào)處理器102和所述聲學(xué)參量陣103，構(gòu)成的聲波發(fā)射系統(tǒng)；所述聲級計(jì)104依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡105和所述計(jì)算機(jī)101，構(gòu)成的聲波測量系統(tǒng)。參見圖2，一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量方法，采用上述的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置進(jìn)行高指向性低頻聲波的發(fā)射與測量，具體步驟如下：（1）將計(jì)算機(jī)101依次通過導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集卡105、信號(hào)處理器102和聲學(xué)參量陣103，構(gòu)成高指向性的高頻聲波發(fā)射系統(tǒng)；（2）將聲學(xué)參量陣103發(fā)聲端口對準(zhǔn)待測參考位置106；（3）將聲級計(jì)104置于待測參考位置106，并將聲級計(jì)104通過導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集卡105和計(jì)算機(jī)101，構(gòu)成同時(shí)測量聲波頻率和聲壓級幅值的測量系統(tǒng)；（4）通過計(jì)算機(jī)101發(fā)出差頻為低頻f0的兩列高頻正弦波信號(hào)，依次通過數(shù)據(jù)采集卡105和信號(hào)處理器102后由聲學(xué)參量陣103發(fā)出高指向性正弦聲波；（5）將聲級計(jì)104測得的聲波頻率和聲壓級幅值在計(jì)算機(jī)101中實(shí)時(shí)顯示、記錄；（6）改變聲學(xué)參量陣103相對待測參考位置106的距離和方向，至聲級計(jì)104測出頻率為f0且聲壓級幅值達(dá)到極大值的聲波；（7）所測的頻率為f0且聲壓級幅值達(dá)到極大值的聲波，即為高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置朝待測參考位置106發(fā)射與測量的高指向性低頻聲波。本實(shí)施例中用到的聲學(xué)參量陣103和信號(hào)處理器102采用由美國Holosonics公司生產(chǎn)的24英寸音頻聚光燈超聲換能器陣列（24-indiameterAudioSpotlightultrasonictransducerarray）和與其配套的信號(hào)處理放大器（Processor/Amplifier）；數(shù)據(jù)采集卡采用美國國家儀器（NI）有限公司生產(chǎn)的NI-PXI多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；聲級計(jì)采用北京聲望聲電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的BSWA801聲級計(jì)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置，包括計(jì)算機(jī)（101）、信號(hào)處理器（102）、聲學(xué)參量陣（103）、聲級計(jì)（104）和數(shù)據(jù)采集卡（105），其特征在于：所述計(jì)算機(jī)（101）依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡（105）、所述信號(hào)處理器（102）和所述聲學(xué)參量陣（103），構(gòu)成的聲波發(fā)射系統(tǒng)；所述聲級計(jì)（104）依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡（105）和所述計(jì)算機(jī)（101），構(gòu)成的聲波測量系統(tǒng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置，包括計(jì)算機(jī)（101）、信號(hào)處理器（102）、聲學(xué)參量陣（103）、聲級計(jì)（104）和數(shù)據(jù)采集卡（105），其特征在于：所述計(jì)算機(jī)（101）依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡（105）、所述信號(hào)處理器（102）和所述聲學(xué)參量陣（103），構(gòu)成的聲波發(fā)射系統(tǒng)；所述聲級計(jì)（104）依次通過導(dǎo)線連接所述數(shù)據(jù)采集卡（105）和所述計(jì)算機(jī)（101），構(gòu)成的聲波測量系統(tǒng)。2.一種高指向性低頻聲波發(fā)射與測量方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的高指向性低頻聲波發(fā)射與測量裝置，其特征在于，具體步驟如下：（1）將計(jì)算機(jī)（101）依次通過導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集卡（105）、信號(hào)處理器（102）和聲學(xué)參量陣（103），構(gòu)成高指向性的高頻聲波發(fā)射系統(tǒng)；（2）將聲學(xué)參量陣（103）發(fā)聲端口對準(zhǔn)待測參考...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王馳，宋紫陽，梁堃，段乃源，張朋濤，
申請(專利權(quán))人：上海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31