【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水声，具体涉及一种反馈式电化学声压水听器。
技术介绍
1、我国作为海洋大国，拥有广阔的海岸线和丰富的海洋资源，海洋资源开发、海洋环境检测、海洋军事建设愈是维护我国海洋权益的重要手段。由于电磁波在水下传播的过程中衰减很快，传播距离有限，因此难以用于水下通信，相比之下声波在水中传播时衰减较小，因此在水下技术中应用广泛。
2、水听器是一类将水声信号转换为电信号的传感器。声压水听器只得到声场声压信号，不具备空间指向性，单只器件无法实现水下目标的探测。在矢量水听器兴起前，一般采用多个声压水听器组成阵列，利用阵列计算矢量信息，以及计算目标方位角。随着探测频率的降低，水听器阵列孔径越来越大，布阵更加困难，且探测的方位角分辨率存在左右弦模糊的问题。矢量水听器可获得声场中的矢量参数，如声压梯度，质点振速、加速度、位移等。随着水声测量技术的发展，声压水听器逐渐用于和矢量水听器组装成复合水听器来获得完整的声压声矢量信息，从而利用后期算法实现对方位角的估计，同时提高探测精度。
3、声压水听器根据原理不同可以分为压电式声压水听器、光纤式声压水听器以及电容式声压水听器等。近年来国内主要围绕提升声压水听器灵敏度开展研究，所研究的方法依然建立在以上几种原理的基础上，所研究的成果相较于国外成熟的商用器件，仍存在灵敏度低、噪声大等缺点，难以满足水下目标物远距离探测要求。
技术实现思路
1、为解决所述技术问题，本专利技术的主要目的在于提供一种反馈式电化学声压水听器，包括压力膜、电解
2、为了实现所述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种反馈式电化学声压水听器，包括压力膜、电解液、流道、敏感电极、磁铁、线圈、气体腔、电路、密封壳；所述压力膜设置在流道两端，密封住电解液，其中一侧与外界水接触，感受水声造成的压力变化，另一侧接触气体腔，通过对气体腔压缩，提高压力来使两侧压力膜平衡；所述电解液，为电化学反应提供介质；所述流道，内部充满电解液；所述敏感电极，设置在流道中部，电极上有若干流孔可使电解液通过；所述磁铁，作为反馈的一部分，粘贴在压力膜上，在通电线圈产生的磁场下产生与电解液流动方向相反的作用力；所述线圈，作为反馈的一部分，固定在气体腔底部，利用通电电流产生磁场，其电流大小和方向控制电磁力的大小和方向；所述气体腔，填充气体，其体积随外界压力大小变化；所述电路，包括电流电压转换电路、差分放大电路和反馈电路；所述密封壳，作为最外层的保护壳，包裹水听器内部结构和电路，仅露出一侧压力膜，内部缝隙填充绝缘液体。
4、根据本专利技术的实施例，所述压力膜为不与电解液、海水等发生反应的橡胶材料或其他相当材料。
5、根据本专利技术的实施例，所述电解液包括以下至少之一：碘-碘化物混合溶液、溴-溴化物混合溶液、铁氰化物-亚铁氰化物混合溶液，发生的电化学反应包括可逆的氧化还原反应。
6、根据本专利技术的实施例，所述流道为包含等截面管道或喇叭形管道的结构。
7、根据本专利技术的实施例，所述敏感电极包括表面沉积有金属箔的硅片，金属箔由绝缘间隔划分为两对阴极和阳极，依次按照阳极、阴极、阴极、阳极(或阴极、阳极、阳极、阴极)排布，每对阴极与阳极之间电压在0.3～0.5v。
8、根据本专利技术的实施例，所述气体腔与一侧的压力膜连接形成密闭空间，内部压强体积乘积不变。
9、根据本专利技术的实施例，所述磁铁采用磁力较强的磁铁包括钕铁硼磁铁、铁氧体等永磁材料，固定在一侧的压力膜的中心，并套设于线圈中。
10、根据本专利技术的实施例，所述线圈固定在气体腔底部，反馈电流经过所述线圈产生磁场，使所述磁铁产生反馈力，作用在所述压力膜上。
11、根据本专利技术的实施例，所述绝缘液体包括硅油。
12、有益效果：
13、(1)本专利技术首次利用电化学原理制作声压水听器，开辟了新的测量方式。
14、(2)本专利技术采用电化学换能原理，将外界声压变化转化为电解液振动，再利用电化学的特性将电解液振动转化为电压信号，具有频带低、灵敏度高、噪声小的优点。
15、(3)本专利技术采用电磁力负反馈的方式，对所受声压标量进行补偿，拓宽了频带范围，提升了电化学声压水听器的性能。
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1.一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，包括压力膜、电解液、流道、敏感电极、磁铁、线圈、气体腔、电路、密封壳；
2.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述压力膜为不与电解液反应且不被海水腐蚀的橡胶材料。
3.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述电解液包括以下至少之一：
4.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述流道为包含等截面管道或喇叭形管道的结构。
5.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述敏感电极包括表面沉积有金属箔的硅片，金属箔由绝缘间隔划分为两对阴极和阳极，依次按照阳极、阴极、阴极、阳极或阴极、阳极、阳极、阴极排布，每对阴极与阳极之间电压在0.3～0.5V。
6.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述气体腔与一侧的压力膜连接形成密闭空间，内部压强体积乘积不变。
7.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述磁铁包括钕铁硼、铁氧体，固定在所述一侧的
8.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述线圈固定在气体腔底部，反馈电流经过所述线圈产生磁场，使所述磁铁产生反馈力，作用在所述压力膜上。
9.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述绝缘液体为硅油。
...【技术特征摘要】
1.一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，包括压力膜、电解液、流道、敏感电极、磁铁、线圈、气体腔、电路、密封壳；
2.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述压力膜为不与电解液反应且不被海水腐蚀的橡胶材料。
3.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述电解液包括以下至少之一：
4.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述流道为包含等截面管道或喇叭形管道的结构。
5.根据权利要求1所述的一种反馈式电化学声压水听器，其特征在于，所述敏感电极包括表面沉积有金属箔的硅片，金属箔由绝缘间隔划分为两对阴极和阳极，依次按照阳极、阴极、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王军波，胡林涛，陈德勇，鲁毓岚，刘青华，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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