机电耦合系数和复阻抗对压电换能器脉冲波形的影响

在地震模型实验中,需要指向性均匀、脉冲持续时间短的低频压电换能器。实验发现,具有匹配背衬的换能器发射脉冲的视周期总是比无背衬的长;向水中辐射的脉冲波形比向细棒中辐射的复杂。但没见过对这些现象的详细解释。 本文仅从基本压电万程和梅森等效电路出发,计算了长度模压电换能器的传递函数,并用数值方法计算了机电耦合系数k_(33)和复阻抗对长度模压电换能器脉冲波形的影响。结果表明具有匹配背衬的换能器k_(33)越大,其“单极”脉宽越宽;且复阻抗使脉冲波形变复杂。我们进行了复阻抗对脉冲波形影响的实验,计算和实验基本符合。在一定的近似条件下,可作为设计和使用脉冲压电换能器的参考。     

线性调频叉指换能器辐射声功率流的不对称分配

利用声波引起的光衍射现象检测叉指换能器激发的声场分布的简单光探针技术,对YZ-LiNbO_3晶体表面几种不同参量的等指长线性调频叉指换能器向两端辐射声功率流的不对称分配进行了实验研究。并利用Smith等效电路模型,考虑叉指电极引起表面阻抗不连续而产生的指间多次反射效应,对上述问题进行了数值计算。实验测量和理论计算的结果基本上符合,并由此得出了几点简单的结论。同时也提出了值得进一步深入研究和改进的问题。     

基于磁谐振的亚波长空气环金属阵列透射特性研究

利用等效电路模型,用仿真模拟软件对空气环金属阵列的透射特性进行仿真,得出空气环金属阵列的几何参数对透射峰的影响规律:一种透射峰随着空气环金属阵列空气环外半径、内半径的增大发生红移,金属层厚度对该透射峰的影响可忽略;另一种透射峰随着空气环金属阵列金属层厚度和空气环外半径、内半径的增大发生红移.根据透射峰处金属表面的电流分布,用磁谐振效应理论和导模共振理论对透射峰的产生做出解释;基于磁极化理论建立等效电路模型,研究了空气环金属阵列的几何参数对磁谐振峰位置的影响,即:改变阵列的几何参可导致等效电容、电感的改变,从而促使磁谐振峰的移动.等效电路与模拟软件仿真的结果对比表明,所建立的等效电路模型对太赫兹滤波器的结构设计和性能分析具有重要参考价值.     

井中动电信号的实验测量与分析*

动电效应测井是一种具有潜在应用价值的油气勘探方法。本文针对小尺寸的砂岩模型井,在实验室内建立了动电测井的实验探头和实验测量系统,进行了声波测井和动电测井的实验测量研究工作。记录了单极源在井中激发的声波信号以及声波传播时诱导的动电转换信号,分析了井中动电信号的传播特性。此外,在实验模型的基础上进行了声波/动电测井的数值模拟研究,并将模拟结果和实验测量结果进行了对比,两者吻合很好。本文研究验证了动电测井理论模拟和实验测量结果的正确性,以及动电测井方法的可行性。     

横波换能器的研制

本文从压电介质的基本方程出发,推导了厚度切变模横波换能器的梅森等效电路。进一步得出了适于工程应用的等效电路。介绍了有关晶片电弹常数的测量原理和换能器的研制工艺。     

相控声波测井的模拟实验研究

自行设计和制作了两个小型的四阵元相控线阵并进行了指向性测量,通过调节施加于相邻阵元的激励信号的延迟时间,既可以改变相控线阵声波辐射器辐射能量的方向,又可以改变辐射声束主瓣的角宽,测量结果与理论计算结果的一致性良好。分别把自行制作的小型相控线阵声波辐射器和水听器置于充液微型铝质和混凝土模型井中进行了声波测井模型实验。实验结果表明,随着相邻阵元的激励信号的延迟时间的增加,相控线阵的辐射声束指向角不断变大,先后满足滑行纵波临界折射和滑行横渡临界折射条件,先后使充液井孔中的滑行纵波、滑行横波和斯通利波分别得到加强。通过恰当选择相控线阵的阵元间距和声波频率,可以明显增大相控线阵辐射声束的角宽,使其覆盖所有地层的第一临界角的范围,从而无须在井下不断调整辐射声束方向即可实现相控声波连续测井。     

螺旋桨空化噪声连续谱仿真算法

螺旋桨空化噪声连续谱由大量空泡随机崩溃所辐射噪声叠加而成。据此,考虑到空泡初始崩溃时刻的随机性和各空泡辐射噪声频谱的相似性,对四种情况空化辐射噪声连续谱特性分别进行了理论分析表明,可依据空泡半径和初始崩溃时间的统计性质,采用蒙特卡罗方法对空化噪声连续谱波形进行仿真建模,模型参数为空泡半径期望值、差异度和随机度,分别相应于确定辐射噪声的基准波形、各空泡噪声频谱相似程度和大量空泡的随机崩溃过程。该方法输入参数物理意义明确,控制简单,能较好地仿真空化噪声连续谱的特性,仿真结果与理论分析吻合较好。     

抽指加权宽带扇形叉指声表面波滤波器的等效电路分析

扇形换能器可以看成若干个沿孔径方向划分的均匀孔径换能器电端并联而成，根据梅森(Mason)等效电路模型以及由其延伸的混合场等效电路模型，推导出整个扇形换能器的导纳矩阵和频率响应，其中采用复阻抗模型考虑了叉指电极与自由表面的阻抗不连续的因素。本方法能够模拟指间反射、三次行程、指条寄生阻抗以及外围电路等对器件性能的影响；理论模拟与实验结果吻合。     

非线性对大气介质中阵列聚焦声场分布影响的研究

基于时域有限差分算法将大气中近似到二阶微小项的非线性声波波动方程进行离散化,得到了模拟采用的差分波动方程.在此基础上,数值模拟了初始声压强弱不同的5个点声源组成的线阵列垂直或斜向辐射的连续正弦波在大气中传播时二维声场的分布情况.将线性条件下的模拟结果与非线性条件下的模拟结果进行比较后发现:弱非线性会对声场的分布和阵列聚焦增益产生一定的影响,使声场分布波形比线性条件下的声场分布波形更加靠近阵列,聚焦效果变差;强非线性会使波形发生更严重畸变,这是由于产生了基频以外的其他频率声波引起的;非线性对斜向传播时声场分布的影响与垂直传播时的影响效果基本相同,但由于斜向辐射时的声波几何扩展造成的轴向声压衰减要大于垂直辐射时的轴向声压衰减,因此聚焦增益和强非线性的影响都将小于垂直辐射时的情况.     

高保真立体声系统(Ⅱ)

扬声器和扬声器系统 扬声器是将电信号转变为声信号并向空间辐射声波的部件.两只或多只扬声器和必需的扬声器箱、分频网络、衰减器等的组合称为扬声器系统.这时其中单只扬声器就称为扬声器单元.迄今为止,扬声器或扬声器系统仍然是高保真立体声系统中音质最不完善的环节.由于扬声器的品种很多,音质又涉及主观感觉,因此还没有明确的评价标准.但是人们只要把大口