Page 121 - 《应该声学》2022年第2期

第 41 卷 第 2 期 刘树键等： 偶极子声波测井仪发射声系性能快速检测方法 289

表 2 各偶极子声源在中心线上距离护套外表面 1.3cm 附近辐射声场的强度变化情况
Table 2 Changes of sound field intensity near 1.3 cm from the sheath surface
on center lines

上换能器阵列 下换能器阵列
X-1 X-2 Y -1 Y -2 X-1 X-2 Y -1 Y -2
1.3 cm 处声场强度/Pa 8.32 8.62 7.61 8.15 8.21 6.13 8.49 8.61
声场强度变化率/(Pa·mm −1 ) 0.24 0.24 0.21 0.20 0.33 0.25 0.37 0.35
相对变化率/% 2.88 2.78 2.76 2.45 4.02 4.08 4.36 4.07

时声场强度变化幅度在 0.37 Pa 范围以内；相对变 以看出，在周向方向上，当传声器位置偏离声源中
化率 (间距每改变 1 mm 时声场强度变化幅度与距 心2 时，声场强度相对于正对声源中心位置处的声
◦
离护套外表面 1.3 cm 处声场强度之比) 在 4.38% 以 场强度下降幅度在 0.14 Pa 范围以内，相对下降值
内。相对于上换能器阵列，下换能器阵列中的偶极 (声场强度下降幅度与正对声源中心位置处的声场
子换能器激发声场的强度下降曲线较为陡峭，在距 强度)在2.35%以内。
离护套外表面 1.3 cm 附近声场强度相对变化率相 通过对各个位置处的声场信号进行频谱分析，
对较大，这主要是由于该阵列中的偶极子换能器激 可以得到：上换能器阵列中偶极子源激发的声场能
发的声场含有更高频(4.38 kHz)的成分。 量集中在 2.7 kHz 附近；下换能器阵列中偶极子源

3.3 周向上声场分布 激发的声场能量集中在 830 Hz 和4.4 kHz 附近。提
测井仪器水平放置，将传声器固定在距离仪器 取各个位置处声场信号的主频点信号成分，得到偶
护套表面 1.3 cm、与各偶极子声源中心线相交的周 极子声源激发声场的周向空间分布指向性特征，如
向方向上，等间隔转动仪器进行声场测量，并提取 图8 所示。从图 8可以看出，各个偶极声源激发的声
各位置处的声场强度特征。图7 为得到的声场周向 场在主频点处的周向空间分布具有 “8” 字型特征，
分布图。表3 记录的是各偶极子源在周向上声源中 符合偶极声场的特性；下换能器阵列中 X-偶极声源
心附近2 范围内的声场强度变化情况。从表 3 中可 激发的声场周向空间分布对称性较差。
◦
X-1வՔ X-Ϧౝߕ X-1வՔ X-Ϧౝߕ
8 Y-Ϧౝߕ 8 Y-Ϧౝߕ
6 6
4 2 4
2
Y-2வՔ 0 Y-1வՔ Y-2வՔ 0 Y-1வՔ

X-2வՔ X-2வՔ
(a) ʽ૱ᑟ٨᫼ѵ (b) ʾ૱ᑟ٨᫼ѵ
图 7 偶极子源激发声场在周向方向上的分布
Fig. 7 Circumferential distribution curves of sound fields excited by dipole sources

表 3 周向上声源中心附近 2 范围内声场强度变化情况
◦
◦
Table 3 Changes of sound field intensity within 2 around the center of dipole
sources in circumferential direction
上换能器阵列 下换能器阵列
统计项
X-1 X-2 Y -1 Y -2 X-1 X-2 Y -1 Y -2
声源中心位置声场强度/Pa 8.32 8.62 7.61 8.15 8.21 6.13 8.49 8.61
声场强度下降幅度/Pa 0.096 0.081 0.053 0.054 0.105 0.144 0.111 0.118
相对下降/% 1.15 0.94 0.70 0.66 1.28 2.35 1.31 1.37