Page 94 - 《应用声学》2023年第1期

90 2023 年 1 月

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图 14 Janus-Helmholtz 换能器实物图
图 12 中高磁场下输出信号波形
Fig. 14 Picture of Janus-Helmholtz transducer
Fig. 12 Output signal waveform under medium
and high magnetic field 200

1.0 180
ԧ᤟ႃื־ऄ/dB 160
0.8

៨ࠛए 0.6 140
0.4

0.2 120
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
0 ᮠဋ/kHz
0 1 2 3 4 5
ᮠဋ/kHz
图 15 换能器的发送电流响应曲线
图 13 中高磁场下输出信号频谱 Fig. 15 Transmission current response curve of
Fig. 13 Output signal spectrum under medium the transducer
and high magnetic field
200
2.3 换能器水中测试 195
为了实现低频宽带工作，将制作的 Janus 换能 190
器与 Helmholtz 液腔组成 Janus-Helmholtz 换能器， 185
如图 14 所示。在湖上对换能器电声性能进行测试， ܦູጟˁԧ᤟־ऄ/dB
测试时电流有效值为2.3 A，换能器发送响应测试如 180
图 15 所示，换能器的谐振频率在 1000 Hz。在谐振 175 ௄ϠᎶᇓڤԧ᤟ႃื־ऄ
௄ϠᎶᇓڤܦູጟ
频率处，逐渐增加驱动电流，测得声源级与发送电 170 దϠᎶᇓڤܦູጟ
流响应随电流有效值的变化曲线，并与同类型、同 0 2 4 6 8 10
᯶үႃืద஍ϙ/A
尺寸、同频率、带有偏置磁场的换能器进行比较，如
图 16所示。 图 16 声源级与发送电流响应随电流变化曲线
从图 16中可知，声源级与电流的关系与磁致伸 Fig. 16 Source level and transmission current re-
sponse curve
缩应变与磁场强度的关系 (如图 4 所示) 相对应，声
源级随电流而增加，对应的磁致伸缩应变随磁场增 换能器在驱动电流有效值为 9.4 A 时，换能器
大而增大，发送电流响应先增加后减小，对应了磁致 的声源级可达到 198.2 dB，与有永磁偏置的换能器
伸缩应变变化率随磁场增加先增大后减小。这与有 相比，提高了近 4 dB，因此采用无永磁偏置的低磁
偏置磁场的换能器不同，有偏场的换能器在近似线 阻磁路可以明显提升换能器的发射性能，相对于传
性区工作，磁致伸缩应变变化率基本不变，因此发送 统的有偏置的换能器，无偏置的磁路结构明显更加
响应也基本保持不变。 适合铁镓材料。