HBK水聽器選型指南

Mondo 科技 更新 2024-03-06

Brüel & KJ R成立於1942年,現已成為聲學和振動質量測量和管理的領先技術提供商,利用其核心競爭力以及全面的產品和解決方案來解決客戶的聲學和振動挑戰。 自 20 世紀 50 年代以來,它已成為與其他產品相比的標桿產品。 Brüel & KJ R 和 HBM 於 2019 年 1 月合併為 HBK。

HBK水聽器是用於測量水聲傳播的感測器,是水聲研究的重要裝置。 HBK在航空航天、導航和國防領域有許多應用案例,如美國的洛克希德·馬丁公司、英國的BAE、德國的DLR、法國的DCNS等。

憑藉毋庸置疑的資料質量,可以更好地進行各種科學測量和實驗。 在挪威Heggernes的水聲試驗場,該試驗場測量所有型別的北約艦艇的聲學印記,挪威皇家海軍謝爾·詹森說:“當我們告訴他們他們正在使用Brüel&KJ R時,沒有必要討論資料是否準確。 ”

HBK水聽器目前有以下型號:

微型水聽器 8103 型

8104 型校準標準水聽器。

球形水聽器型別 8105。

8106 型低噪音水聽器。

每個水聽器:

單獨校準。 它具有平坦的頻率響應。

在寬頻率範圍內,在各個方向上都絕對防水。

它具有很高的耐腐蝕性。

由無鉛丁腈橡膠製成。

它具有遮蔽元件結構。

HBK水聽器是壓電換能器。 陶瓷壓電感測元件及其內部支撐結構永久粘合在聲學透明的無鉛丁腈橡膠上。

內部支援

支撐結構由金屬合金製成,在幾乎所有惡劣環境中都具有極強的耐腐蝕性,浸入海水中時具有非常好的防汙效能。 請注意,8105 型完全用丁腈橡膠覆蓋,沒有金屬部件暴露在外。

內部支架在機械和電氣上與金屬外殼隔離,僅通過合成橡膠連線。 這為感測元件提供了隔振。 除 8106 型外,水聽器都配備了一根帶有遮蔽層的整合電纜,該遮蔽層連線到內部支架外殼,從而為感測元件提供電氣遮蔽。

高電磁干擾

8103 型的支架在內部連線到整體電纜的外遮蔽層,而整體電纜又連線到電纜端接插頭末端的內遮蔽層。 對於高電磁干擾的情況,可以將金屬遮蔽層夾在金屬支架上。

單獨校準。

每個HBK水聽器在單獨校準之前都經過廣泛的調節和溫度穩定程式。 每個水聽器都提供單獨的校準資料和頻率響應曲線。 水聽器的接收機靈敏度校準可追溯到國際標準。

一、HBK水聽器詳細介紹

1. HBK 8103微型水聽器

HBK 8103微型水聽器相對於其尺寸具有較高的靈敏度和良好的綜合特性; 適用於實驗室、工業和教育用途。 例如,在測量超聲波清洗槽中的壓力分布模式時,高頻響應是非常寶貴的。

使用:

氣蝕測量。 液體中的超聲波測量。

海洋動物的聲學調查。

液體和氣體的實驗室和工業測量。

潮濕和汙染環境中的雜訊測量。

特徵:

頻率範圍:01 Hz 至 180 kHz

接收器靈敏度:-211dB RE 1V UPA

非常小的尺寸 (50 x 9..)5 公釐)。

-3 kHz 空氣時的 -15 dB 限制。

10-32 UNF 聯結器(公頭)在電纜末端從 1 到 400 m (3.)3 到 1312

A:一體式低噪音雙遮蔽電纜 B:安裝密封 C:支架:CUNI D:無鉛丁腈橡膠 E:聲學中心。

2. HBK 8104校準標準水聽器

HBK 8104 型水聽器是一種寬量程標準測量感測器,也可用作聲音發射器(投影儀),非常適合通過互易、校準的投影儀和比較方法進行校準。

使用:

校準參考標準。

水下投影儀。

液體中的超聲波測量。

液體和氣體的實驗室和工業測量。

潮濕和汙染環境中的雜訊測量。

特徵:

頻率範圍:01 Hz 至 120 kHz

接收器靈敏度:-205 dB REV UPA

帶 BNC 聯結器的一體式電纜,長度為 10 至 200 m (328 至 656f)。

一體式電纜,末端帶潛水聯結器,長度 10 m (32.)。8 ft)

A:一體式低噪音電纜 B:銅鎳支架 C:無鉛丁腈橡膠 D:聲學中心。

3. HBK 8105球形水聽器

HBK 8105 型球形感測器堅固耐用,能夠承受多達 9 個8 mpa (100 atm;1000公尺(3250英呎)海洋深度)。水聽器具有出色的方向特性,在 100 kHz 時,它在 xy(徑向平面)上為 360°,在 xz(軸向)平面上為 270° 全向。

使用:

液體中的超聲波測量。

液體和氣體的實驗室和工業測量。

水下聲音發射器。

潮濕和汙染環境中的雜訊測量。

特徵:

頻率範圍:01 Hz 至 160 kH

接收靈敏度:-205 dB RE 1V UPA

球形。 全熵在整個頻率範圍內。

完全包裹在橡膠中,空氣中 7 kHz-3 dB 限制。

可承受 9靜水壓力為 8 MPa(大約相當於 1000 公尺的水柱)。

帶 BNC 聯結器的一體式電纜,長度為 10 至 200 m (328 至 656f)。

一體式電纜,末端帶潛水聯結器,長度 10 m (32.)。8 ft)

A:一體式低雜訊電纜 B:定位帶 C:無鉛丁腈橡膠 D:聲學中心。

4. HBK 8106低噪音水聽器

HBK 8106 型低雜訊水聽器是多種通用感測器,能夠承受高靜壓,工作上限為 98 mpa (100 atm;1000公尺(3250英呎)海洋深度)整合的防水聯結器可斷開電纜,使其非常易於更換和存放。

內建前置放大器

高質量、厚膜、低雜訊、內建 10 dB 前置放大器為長水下電纜的傳輸提供訊號調理。 前置放大器具有7Hz高通濾波器和插入電壓校準設施,但水聽器不允許用作投影儀。

使用:

測量微弱的水下訊號。

特徵:

頻率範圍:3 Hz 至 80 kHz

接收器靈敏度:-173dB RE 1 V UPA

耐用的結構等效噪音水平遠低於零海況。

可承受 9靜水壓力為8MPa(相當於約1000公尺的水柱)。

A:防水聯結器 B:鋁青銅(CUL10Ni5FE4)支架 C:無鉛丁腈橡膠 D:聲學中心。

2.HBK水聽器頻率響應和方向性模式

HBK水聽器的典型頻率響應如下圖所示。 這些是在自由場條件下使用脈衝技術使用Brüel & KJ R Pulse Labshop校準系統在儲罐中的測量結果。

典型接收頻率特性(dB RE 1 V Pa)。

HBK水聽器具有非常好的全向特性。 水下助聽器的典型方向圖如下圖所示。 這些極性模式是在通過門控技術實現的自由場條件下在儲罐中測量的。 這種方法需要乙個標準的水聽器作為發射器,乙個未知的水聽器作為接收器,其極性模式有待確定。

典型的方向性圖。

3.HBK水聽器用於水下及以上

HBK水聽器電纜具有良好的電氣遮蔽效能。 這使得水聽器可以在空氣和水中使用,其中水的電勢與地球的電勢相同,以及在高電磁干擾的情況下。 所有水聽器聯結器都是乾式聯結器,其中一些是潛水式的。 幹插接聯結器在水下時無法連線。

空氣和水中的水聽器電纜和聯結器。

四、HBK水聽器電纜引數

和 8105 型具有帶非浸沒式聯結器端接的一體式電纜。

8103.整合電纜 8104 和 8105 的最小和最大長度。

型號 8104 和 8105 也可作為定製訂單提供 型號 8104-W 和 8105-W)配有一根 10m 一體式電纜,端接有潛水聯結器。

使用的原始電纜是防水或防水的:

防水:防水。

耐水性:不滲漏,可充分承受水壓。

8103 型電纜

原裝電纜 AC-0043 是防水的,但不防水,它是一根雙遮蔽電纜,端接同軸 10-32 UNF 插頭(公聯結器)。 8103 型的使用深度限制為其整根電纜的最大長度。

8104 和 8105 型電纜

原裝電纜 AC-0034 符合 MIL-C-915 標準,是一種用 BNC 插頭端接的防水電纜。

整個電纜的最大長度為 200 m(656,但水聽器可以在更深的地方使用。 要在大於整根電纜最大長度的深度使用 8104 和 8105 型,必須將整個電纜上的 BNC 聯結器更換為兩個潛水聯結器。

JP-0415:與 JJ-0415 一起使用的潛水插頭。

J-0415:JP-0415 的潛水插座。

將JP-0415連線到一體機電纜,然後連線到JJ-0415,使用以下潛水延長線:

AO-1431:帶兩個潛水聯結器的水下電纜。

AO-1432:幹濕兩用電纜,帶有乙個潛水聯結器。

這種電纜聯結器配置將 8104 型水聽器的檢測範圍擴充套件到 400 公尺(1312 英呎),將 8105 型水聽器的檢測範圍擴充套件到 1000 公尺(3250 英呎)。

8106型四芯電纜

8106 型低噪音水聽器有乙個潛水聯結器,該聯結器是水聽器藍鋼主體支架的整合部件。

有兩種型別的電纜可用於 8106 型:

AO-1433:帶有兩個潛水聯結器的水下電纜。

AO-0390:幹濕兩用電纜,帶乙個潛水聯結器。

兩種系統都使用原始的AC-0101,一種帶增強的遮蔽4線,原始效能可以承受高負載:使用時為1300 N,近強度負為2600N,這使得效能足夠強大,可以在1000 m3250的海洋深度自支撐),儘管電氣強度很高,但每當電源受到動態運動時,總是建議使用某種形式的電氣應力消除。

5.HBK水聽器在空氣中的測量

水聽器對於極端環境中的測量特別有用。

非常高的濕度、非常高的溫度或受汙染的大氣等條件可能會損壞普通麥克風或影響其效能。

水聽器還可用於測量極高的聲壓級。

請注意,8103 型對加速度非常敏感,軸向振盪時高達 115 dB ms-2,垂直於水聽器軸振動時高達 128 dB ms-2。 與水聽器一樣,DB 參考壓力為 1upa。

XY平面和8106型空氣中的典型接收特性。

6. HBK水聽器用作聲音發射器

HBK 和 8105 水聽器可用作聲音發射器,用於測量和相互校準。 正如壓電效應通過機械激勵產生電輸出一樣,向換能器施加交流電壓會在壓電元件中產生機械激勵。

施加在水中的電壓的發射響應如圖9所示,請注意12 dB倍頻程斜率,這是由恆壓輸入驅動的壓電式水聽器的典型特徵。

以及 8105 型的典型電壓發射響應。

7. HBK水聽器訊號諧波資料採集

訊號調理

在某些情況下,需要通過訊號調理放大器路由高阻抗輸出訊號。 雖然國際標準要求校準水聽器的電壓靈敏度(使用電壓放大器),但使用電荷放大器通常更實用,這將導致電荷靈敏度與實際電纜長度無關。

型別 8106

內建前置放大器提供無需進一步調整的輸出訊號。

型號 8103-8105

雖然整個Brüel&KJ R系列加速度計前置放大器都是合適的,但推薦使用Nexus系列穩壓器(產品資料:BP 1702),因為它的靈敏度調整(易於輸出值為0.)。1 或 1V 單元),具有寬頻率範圍和可調的低通和高通濾波器。

連線充電輸出

如果要將充電輸出(例如 8105 型的輸出)連線到 CCLD 輸入,可以使用 2647 型充電到 CCLD 轉換器(產品資料:BP 1874)。

已停產的Brüel & KJ R訊號調理器

以下訊號調理器已複製,但仍可用:

2635 型穩壓放大器需要端接專用聯結器的電纜,稱為 B&K 7 針聯結器,例如電氣 AO 0390

2525 型放大器需要 BNC 到 TNC 介面卡,例如介面卡 JP 0226

資料採集

水聽器資料採集的推薦方法是LAN 習 1 CH。 進入 +1 通道。 輸出模組型別 3161(產品資料:BP 2215)。 模組的輸入和輸出通道可在 DC 至 204 的頻率範圍內使用8 khz。

型別 8103

JP-0145:10-32 UNF 同軸插座(母聯結器)到 BNC 插頭 JP-0162:10-32UNF 同軸插座到 TNC 插頭。

型號 8104 和 8105

這些水聽器可以直接連線到LAN-XI資料採集模組(型號3161),以便與Nexus訊號調節器一起使用。

JP-0226BNC 插座轉 TNC 插頭。

型別 8106

WL-1260B&K7 針插座轉 7 針 LEMO 插頭。

左:7 針 lemo 插頭 右:7 針 B&K 插頭。

連線測試鏈

該圖概述了用於將水聽器連線到推薦的訊號調理和資料採集硬體的電纜選項。 根據訊號調理和/或資料採集硬體的不同,您可能需要乙個介面卡來將聯結器從一種型別轉換為另一種型別。 請注意,介面卡可浸入水中。

測量鏈連線。

8. HBK水聽器校準

水聽器校準器型號 4229

在低頻下,水聽器在空氣中的靈敏度與在水中的靈敏度相同,可以使用 4229 型水聽器校準器(產品資料:BP 1024)檢查校準。 校準器包括乙個 8105 型耦合器和乙個氣壓計,可提供以 dB 為單位的氣壓校正。 8106 型耦合器可單獨購買。

可溯源校準

耦合器音量中的聲壓級可以使用半英吋麥克風進行監測(見圖12),從而可以根據國際標準進行校準。

符合標準。 9. HBK和8106水聽器規格

8106 型的附加規格:

最大化輸出訊號: 12V 電源: 35V 或 28 mA、24V 電源:70v 或 28 mA

最大功率輸出:50mw

輸出阻抗

高通濾波器:-3 db at 7 hz (2 hz)

直流紋波抑制(20 Hz 至 20 kHz):70 dB

過載聲壓級: 12V 電源:182 dB RE 1UPA,24V 電源:188 dB RE 1UPA

電源電壓: 12 至 24 VDC

功耗: 空載 6mA

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