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申请/专利权人：中国计量大学

摘要：本发明涉及一种线列阵低频性能自动校准系统。本发明主要由不锈钢声管、水处理系统、声源发射系统、阵列定位与移动系统、位置监控系统，发射驱动系统、信号接收与处理系统、系统工作软件等组成。不锈钢声管由多段声管组合而成，内部固定滚轮机构引导驱动线列阵沿声管轴线运动。边端管道端面安装低频发射声源，中间管道安装辅助发射器，分别产生20Hz‑100Hz驻波声场和100Hz‑1kHz的近似均匀场。利用水循环系统将声管注满水介质，信号发生器激励低频换能器或辅助发射阵，线列阵通过定位与移动系统进入管中，通过信号接收与处理系统对标准水听器和待测阵列信号进行采集，利用总线传入上位机进行线列阵阵元信号值与标准水听器的灵敏度和幅相一致性比较，从而实现校准。

主权项：1.一种线列阵低频性能自动校准系统，主要由不锈钢声管、水处理系统、声源发射系统、阵列定位与移动系统、位置监控系统，发射驱动系统、信号接收与处理系统、系统工作软件部分组成，其特征在于：1不锈钢声管由多段声管结构组合，采用水密封结构，由法兰连接而成；边端管道的端面安装低频发射声源，中间段管道安装辅助发射器，分别产生20Hz-100Hz驻波声场和100Hz-1kHz的近似均匀场；声管内部固定滚轮机构，引导驱动线列阵沿声管轴线运动；2水处理系统由除气泵、水槽和水循环管路组成，在测量开始前通过水龙头将水介质注入到水槽中，通过除气泵和水循环管路不断过滤和清除校准管中的气泡、并降低水介质中的气泡含量，最终使声管中注满除气后的水介质；该水处理系统可由电磁阀实现自动注水，排水功能，同时驱动声管内部的水循环流动，起到去除水中残留的气泡作用；3发射驱动系统由多通道信号发生器和功率放大器构成，低频换能器将由二只功率放大器分别驱动，辅助发射阵中每二只换能器由一台功率放大器驱动，多通道信号发生器由机箱、控制器和发射板卡组成，发射板卡能产生24通道的独立信号输出，可设置校准所需要的频率、信号幅度及相位，其中2通道用于驱动低频换能器，在20Hz-100Hz频段形成驻波声场；其余20通道驱动辅助发射阵，用于在100Hz-1kHz频段调节校准区域中的声压分布；4阵列自动传送系统由可编程控制器PLC控制，控制排放线结构来拖动阵列自动进入声管，测试完毕后，通过排放线机构自动将线列阵拖曳出声管，完成检测；控制器负责检测线的状态监控；5对待测线列阵阵元进行标记，左端监控传感器记录进入的已标记的第一个阵元和在有限个数中进入的已标记的最后一个阵元，右端监控传感器记录测量完成后从声管中通过声阵列传动系统移出的已标记的第一个阵元和最后一个阵元，通过监控传感器获取每个阵元的标记特征，上传至上位机后进行图像处理获取每一阵元的特征并进行计数与识别，实现进出阵元的个数与标记匹配识别，处理结果由PLC上传到上位机；6利用水循环系统将声管注满水介质，信号发生器对低频换能器或辅助发射阵激励以产生发射声场，使得信号满足pθ，z＝p0ejkzsinθ条件以利用标准水听器进行声场均匀性检测，判断是否满足检测要求；若满足，再将线列阵通过定位与移动系统进入声管中，设置相关参数后通过信号接收与处理系统对标准水听器信号进行实时采集，将采集的信号调理后对信号进行采样和FFT变换，通过总线传输进入上位机利用系统工作软件进行线列阵阵元信号值与标准水听器的灵敏度和幅相一致性比较，从而实现校准。

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