[发明专利]一种横置式矢量水听器测量装置

说明书

本发明公开了一种横置式矢量水听器测量装置，主要包括振动台、声腔、矢量水听器、测量夹具、支架及转动升降装置，所述的声腔横置使得测量声波传播方向为水平传播，声腔的一端设有透声膜、声腔的另一端设有非金属材料层作为反射界面，声腔的上部开口设有矢量水听器，矢量水听器直接置于测量夹具上的低模量声材结构上，使能三个通道在一个水平面上；振动台提供声源。本发明的有益效果为：在数据采集上，相比传统的测量方法，采用多路同步采集与处理，保证了通道间的相位一致。本装置自动化程度高，减少了人工的干预，不但提高了便利性，而且大大缩短了测量时间，测量效率显著提高；本发明具有结构简单、工艺可靠、成本较低、工作效率高等优点。

技术领域

本发明涉及水声探测及水声计量测试领域，主要是一种横置式矢量水听器测量装置。

背景技术

从技术上讲，潜艇安静化使得其可供远程被动探测的特征大大减弱，导致目前主要工作 于中、高频的被动声纳技术作用距离极大地缩短，而甚低频被动探测技术一直是我国远程探 测声纳技术领域中的一个空白区域。研究表明，无论是安静型潜艇还是噪声潜艇，其在水下 航行时舵机所产生的脉冲以及水平翼与外部涡流间的相互作用、推进电机、风机工作以及螺 旋桨脉动力通过轴系激励艉部艇体振动等多种因素均会不可避免地产生甚低频特征线谱，这 些线谱一般出现在100Hz以下的甚低频，螺旋桨转动产生的轴频在几Hz，而潜艇在一定深度 维持航行时水平舵机工作与艇周边涡流在翼上下周期性振动所产生的脉冲声和水动力涡流调 制更是其特有的特征，主要分布在100Hz以下的甚低频段，这些都是实现甚低频探测的根本 信息源。在关键和核心技术上另辟蹊径，发展针对低噪声或安静型潜艇目标的甚低频远程被 动探测与警戒技术，需求十分迫切。现在这种远程探测与警戒技术的核心部件就是低频矢量 水听器。

低频矢量水听器的主要有速度及加速度水听器两种，一般制作成球形或柱形；根据维数， 矢量水听器分为3D和2D两种，3D矢量水听器有4通道输出，分别为P、X、Y、Z，2D矢量水听器有3个通道，分别为P、X、Y；对于2D矢量水听器，PXY这3个通道在水平面内，只 有这3个通道同步测量，才能准确反映出其间的相关性，特别是相位的一致性。

目前传统的测量方法是将矢量水听器横置，用橡皮筋或弹簧对水听器进行软连接悬挂， 然后单路测量每个通道的方向性，再根据方向性的极值测量每通道的灵敏度。这种测量方法 存在几个问题，首先是改变了水听器的实际工作状态，有些矢量振子，如动圈式结构的振子 是不允许的改变实际工作状态，换句话说，传统方法是不能测量这种动圈式速度矢量水听器； 其次是每个通道都是单路测量，造成各路间信息失真；最后是采用这种橡皮筋或弹簧悬挂方 式给测量带来不便，经常是受力不均，并且是费时费力。

浮标矢量水听器是一种一次性消耗品，即要求生产成本要低，但性能不能降低。生产成 本中包含一块测量成本，如果按照传统的测量方法测量该矢量水听器指标，至少需要4小时， 测量费用是水听器的直接成本的几倍以上，显然在批量生产时，不可能按照常规方法测量， 时间与费用是不允许的。传统测量方法是将矢量水听器横置，这与实际使用状态不符。矢量 水听器有三个通道，分别为P、X、Y，传统方法是单通道分别测量；以上测量条件决定着本 项目的矢量水听器测量存在较大测量误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种横置式矢量水听器测量装置, 是一种低频矢量水听器性能测量装置，也可以作为一种水声计量用标准装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种横置式矢量水听器测量装置，主要包 括振动台、声腔、矢量水听器、测量夹具、支架及转动升降装置，所述的声腔横置使得测量 声波传播方向为水平传播，声腔的一端设有透声膜、声腔的另一端设有非金属材料层作为反 射界面，声腔的上部开口设有矢量水听器，矢量水听器直接置于测量夹具上的低模量声材结 构上，使能三个通道在一个水平面上；振动台提供声源，通过透声膜将振动耦合形成声波， 声波在声腔内水中传播，遇到非金属材料层，反射波与入射波叠加，形成驻波场。