[发明专利]基于光学法的传声器高温校准系统

说明书

本发明适用于传声器校准技术领域，涉及一种基于光学法的传声器高温校准系统，所述系统包括光学装置、高温平面波声场发生装置、散射光接收与光电转换装置、示波器以及计算机；高温平面波声场发生装置内设待校准传声器；高温平面波声场发生装置用于形成高温环境以及平面波声场，光学装置引入可调整夹角的两束干涉光束、并会聚于光学测量点，接收光学测量点处的散射光进行光电转换处理产生电脉冲、通过对该电脉冲自相关解调并计算求得声质点振动速度；根据声质点振动速度和其他条件计算得到声压灵敏度。本发明系统实现了高温条件下基于光学法的传声器声压灵敏度校准；并且可灵活调整声压测量的动态范围，满足传声器声压响应线性度的校准需求。

技术领域

本发明属于传声器校准技术领域，尤其涉及一种基于光学法的传声器高温校准系统。

背景技术

传声器是进行噪声测量等常规声学测试的基本传感器，其在高温环境的典型应用包括汽车和航空发动机测试、泵分析、暖通测试等等。目前，成熟的商用传声器产品的工作温度可达300℃，因而需要对传声器在高温工作环境下的声压灵敏度进行校准以保证噪声测量的可靠性。

现有技术中针对传声器校准的方法有几种，包括静电激励法、耦合腔/自由场比较法、以及光学法传声器校准；然而，对于现有校准方式都存在了缺陷，譬如静电激励法只能得到传声器的相对频率响应，需结合参考频率点处的校准结果，才能得到所有频率点处的声压灵敏度。此外，LS级声校准器无法在高温环境下工作，采用静电激励器在高温下校准相对频响有实现难度。

耦合腔/自由场比较法校准中，将参考传声器和被校准传声器放置于同一声场中，参考传声器的声压灵敏度是在常温环境下校准得到的，在高温环境采用比较法校准时，参考传声器需进行高温隔离，显然，耦合腔比较法是不适用的；自由场比较法可尝试用于高温校准，但需要考虑如何将声场通过高温装置耦合到被校准传声器及高温装置对声场的影响，目前还没有相关研究结论。

目前为止，以声管为测量对象的光学法空气声声压复现和传声器校准均在常温环境中开展，无法直接应用于高温工作环境；此外，已有光学系统中，两干涉光束夹角的可调范围非常有限，无法满足大动态范围传声器线性度的校准需求，另外，前向散射接收在每次更换声管时需微调光路，影响实际应用的可靠性和稳定性。

基于上述问题，本发明需提出新的校准方法以满足高温条件下传声器声压灵敏度测量的需求；并解决声压测量的动态范围受限的问题，以满足传声器声压响应线性度的校准需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了基于光学法的传声器高温校准系统，以解决现有技术在高温条件下无法满足传声器校准的需求。

本发明提供了基于光学法的传声器高温校准系统，所述系统包括光学装置、高温平面波声场发生装置、散射光接收与光电转换装置、示波器以及计算机；

所述光学装置置于所述高温平面波声场发生装置的外侧、用于将输入的激光光束进行光学处理产生具有可灵活调整夹角的两束干涉光束；

所述高温平面波声场发生装置内预先注入示踪粒子、设有待校准传声器并具有一光学透明入口和一光学透明出口，用于形成高温环境以及平面波声场；

所述散射光接收与光电转换装置用于接收从所述高温平面波声场发生装置的光学测量点产生的散射光并对散射光进行光电转换处理输出电脉冲；