ATA-4051C高壓功率放大器在水下聲場聲壓與梯度的測量中的應用
聲場重建在多個領域意義重大,但傳統方法如傳感器陣列法存在諸多局限。光學法具有非接觸、高精度等優勢,發展迅速。實驗基于光束偏轉原理,通過研究聲光作用模型、層析重建原理等,結合聲波物理特性的重建方法及融合梯度場的聲光全息算法,設計水下聲光傳感平台進行實驗驗證,以實現聲壓場與梯度場聯合重建,克服傳統方法不足,爲聲場重建提供新思路。
安泰電子ATA-4051C高壓功率放大器,其最大輸出電壓310Vpp,帶寬範圍DC~500kHz並具有低失真、高穩定的特點,爲超聲換能器的驅動提供了有力的支持。
實驗名稱:水下聲場聲壓與梯度的測量
實驗原理:
實驗基于光束偏轉原理,激光束垂直射入含超聲換能器的水箱,換能器發聲改變水折射率,激光束受調制後由位置敏感探測器接收。利用聲光效應,通過測量激光束偏轉量獲取聲壓梯度信息。采用層析成像技術,依據拉東變換及逆變換,結合不同角度投影數據重建聲場。同時運用壓縮感知理論,基于聲場散度稀疏性減少數據量,提高重建效率與精度,實現聲壓場與梯度場的聯合重建。
實驗框圖:
實驗實拍圖:
實驗過程:
實驗開始前調整光路,使激光束垂直射入水箱並指向四象限探測器中心。信號發生器産生脈沖信號,經功率放大器放大後驅動水聲換能器工作。換能器産生聲波改變水折射率,激光束受調制偏轉,四象限探測器記錄光束位置,其輸出信號經低通濾波器去除高頻噪聲後傳至數據采集儀。通過位移平台控制換能器運動,實現多角度掃描,獲取不同位置和角度下的光束偏轉數據,用于後續聲場重建分析。
實驗結果:
通過實驗分析了光束偏轉信號的時域、頻域特性,驗證了通過偏轉角度定量計算聲壓和聲壓梯度的可行性。結果表明,基于光束偏轉的梯度場重建能夠較好的獲取聲場的聲壓、梯度信息;基于基爾霍夫積分的重建方法精度高于傳統角譜法,能夠實現單側與雙側聲源的分離重建。
應用方向:通信工程、環境監測、軍事領域、生物醫療
應用場景:聲學測量與測試、超聲檢測、水下目標探測
産品推薦:ATA-4000系列高壓功率放大器
圖:ATA-4000系列高壓功率放大器指標參數
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