Page 123 - 《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 291

表 5 各偶极子源激发声场的主频点
4 声场特征的提取
Table 5 Dominant frequencies of sound
fields excited by dipole sources
根据该支横波远探测仪器偶极发射声系激发
声场的测量结果，可以提取出声场强度、频谱以及空 下换能器阵列
上换能器阵列
间分布对称性特征。以各偶极子声源中心线上、距 主频点 1 主频点 2
离两侧护套外表面 1.3 cm 处为该声源的特征提取 主频点/Hz 2670 830 4380
位置。对该位置处偶极声源激发的声场进行处理，
4.2 声场强度
得到频谱、声场强度特征，并以声源两侧特征提取
结合图7 给出的各偶极源在特征提取位置处的
位置处声场的主频信号成分间的强度相对差异来
声场频谱和公式 (2)，可以计算出各偶极子源在特征
表征声场空间分布对称性。
提取位置处激发声场的强度特征值，记录在表6中。
4.1 声源主频
表 6 偶极声源激发声场强度特征值
图9 绘制的是各偶极子源在特征提取位置处的
Table 6 Intensity characteristics of sound
声场信号频谱。从图中可以看出：上换能器阵列中各 fields excited by dipole sources
个偶极子源激发的声场能量主要集中在 2 ∼ 3 kHz
范围内；下换能器阵列中各个偶极子源激发的声场 上换能器阵列 下换能器阵列
能量主要集中在 450 Hz ∼ 1.8 kHz 和4 ∼ 5 kHz 两 X-1 X-2 Y -1 Y -2 X-1 X-2 Y -1 Y -2
声场
个频段内。表 5 记录的是各偶极子声源在特征提取 8.32 8.62 7.61 8.15 8.21 6.13 8.49 8.61
强度/Pa
位置处的声场信号主频点。
4.3 声场空间分布对称性特征
1800 以各偶极子声源两侧特征提取位置处声场的
1600 X-1வՔ
X-2வՔ 主频信号成分间的强度相对差异来表征声场空间
1400 Y-1வՔ
Y-2வՔ 分布对称性，结果记录在表 7 中。从表中可以看出：
1200
上换能器阵列 X/Y -偶极子声源和下换能器阵列中
1000
ࣨए
800 的Y -偶极子源激发声场的对称性较好，两侧声场主
600 频信号成分强度相对差异在 15% 以内；下换能器阵
400
列中的X-偶极子源激发声场的对称性相对较差，两
200
侧声场在两个主频点处的信号强度相对差异分别
0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 达到了 30% 和 23%，说明该对换能器的对称性不是
ᮠဋ/Hz
非常理想。
(a) ʽ૱ᑟ٨᫼ѵ
900 表 7 空间声场分布对称性特征
X-1வՔ
800 Table 7 Spatial distribution symmetry
X-2வՔ
700 Y-1வՔ
Y-2வՔ characteristics of sound fields excited by
600
dipole sources
ࣨए 500 上换能器阵列 下换能器阵列
400
300 X-偶极子 Y -偶极子 X-偶极子 Y -偶极子
200
相对差 30(830 Hz) 7(830 Hz)
100 12(2670 Hz) 8(2670 Hz)
异值/% 23(4380 Hz) 15(4380 Hz)
0
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
ᮠဋ/Hz
5 发射声系性能快速检测参考依据讨论
(b) ʾ૱ᑟ٨᫼ѵ
图 9 各偶极子源激发声场频谱 上面对偶极子声波远探测仪器的偶极发射声
Fig. 9 Spectrum characteristic curves of sound 系激发的声场强度、频谱及空间分布特征进行了测
fields excited by dipole sources 量和分析，结合偶极子阵列声波仪器对评价地层各