[发明专利]一种水下管口外辐射噪声的测量装置和方法

说明书

本发明提供了一种水下管口外辐射噪声的测量装置，所述装置包括：第一水听器(1)、第二水听器(2)，加速度计(3)，水声发射换能器(4)，采集设备(5)，驱动功放(6)和数据处理模块(7)；所述第一水听器(1)、第二水听器(2)构成距离为Δ的双水听器；双水听器通过管口伸入管道内部或者安装在管道内壁；所述加速度计(3)固定安装于管道外壳上；双水听器和加速度计(3)连接到采集设备(5)上；所述采集设备(5)的一路输出信号作为驱动功放(6)的输入信号，另一路输出信号进入采集设备(5)的第四个输入通道作为去噪参考信号；在观测点布放水声发射换能器(4)，所述驱动功放(6)用于驱动水声发射换能器(4)发声。

技术领域

本发明涉及水下噪声处理领域，具体涉及一种水下管口外辐射噪声的测量装置和方法。

背景技术

大型水下结构通常具有通海管口，通海管口是水下噪声主要辐射噪声源，测量分离单纯水管路噪声是制定水管路降噪措施的前提条件，但是水泵等水下管路噪声源开启后，其它动力设备也同时开启，管路系统包括管路振动通过壳壁结构的辐射噪声和管内水脉动力辐射噪声，由于管路结构噪声和管内水脉动力辐射噪声频谱相同，且相干性很强，常规方法无法分离。

发明内容

本发明是为了解决水下管口噪声难于分离测量的问题，提出一种水下管口外辐射噪声的测量装置，基于该装置，采用双水听器法测量管内对内声阻抗，管内对外声阻抗，利用互易法测量管内某点对管外某点的辐射格林函数，利用双水听器法测量管内体积速度，并依据辐射格林函数预测远场观察点的管路辐射声压，适用于管路声截止频率以下的外辐射噪声的测量。

为了实现上述目的，本发明提出了一种水下管口外辐射噪声的测量装置，所述装置包括：第一水听器1、第二水听器2，加速度计3，水声发射换能器4，采集设备5，驱动功放6和数据处理模块7；

所述第一水听器1、第二水听器2构成距离为Δ的双水听器；所述双水听器通过管口伸入管道内部或者安装在管道内壁；所述加速度计3固定安装于管道外壳上；双水听器和加速度计3连接到采集设备5上；所述采集设备5的一路输出信号作为驱动功放6的输入信号，另一路输出信号进入采集设备5的第四个输入通道作为去噪参考信号，所述数据处理模块7与采集设备5连接，用于对采集设备5输出的数据进行处理；在观测点布放水声发射换能器4，所述驱动功放6输出端连接水声发射换能器4，用于驱动水声发射换能器4发声。

一种基于上述的装置实现的水下管口外辐射噪声的测量方法，所述方法包括：

步骤1)将所述水声发射换能器4放置在管外测量点发声，通过双水听器测量并计算管内第二水听器2放置点的声压和体积速度，获得管道内对内声阻抗；

步骤2)开启管内声源发声，通过双水听器法测量并计算管内第二水听器2放置点的声压和体积速度，从而计算管道内对外声阻抗；

步骤3)获得步骤1)中水声发射换能器4的声源体积速度，再根据该声源作用下第二水听器2的放置点处的声压计算管外水声发射换能器4对管内第二水听器2的辐射格林函数，最终根据互易性得到管内第二水听器2对管外水声发射换能器4位置的辐射格林函数；

步骤4)利用步骤1)和步骤2)获得的声阻抗，以及管内第二水听器2处的管道声质点速度，计算得到管内第二水听器2处的等效体积声源；

步骤5)通过管内第二水听器2对管外水声发射换能器4的辐射格林函数，计算得到管内第二水听器2处的等效体积声源向水声发射换能器4位置的辐射声压；

上述步骤的第二水听器2能够替换为第一水听器1。

作为上述方法的一种改进，所述步骤1)具体为：

测得第一水听器1和第二水听器2处的总声压为：