【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水听器领域，特别涉及一种小尺寸、低频、低噪声复合三维同振矢量水听器。
技术介绍
1、矢量水听器作为一种新型水声换能器，能够提供水下声场质点振速信息，且具有优越的低频余弦指向性使其能够在小孔径下获得较高的增益。常用的矢量水听器主要有压差式矢量水听器和同振式矢量水听器。压差式矢量水听器是利用空间两点处声压的有限差分原理来近似得到声压梯度，这类水听器是在传统声压水听器结构基础上设计的，工作原理和结构设计简单，技术成熟，在应用过程中刚性连接即可，不用考虑悬挂方式带来的影响，但一般工作频带较窄，低频灵敏度较低，在弱信号下信噪比不高。在实际应用受到其尺寸、工作频段和指向性等限制。同振式矢量水听器一般是将加速度计或速度计等对振动信号敏感的传感器置入刚性的球体、圆柱体等几何体中，在声波的作用下，刚性体与流体介质质点同步振动，其内部的振动传感器拾取相应声质点的振动信息。该类矢量水听器不仅可以直接获取水下声场中水质点的振动信息，而且低频灵敏度较高，灵敏度频响在工作频率范围内起伏较小，指向性图对称性好、分辨力高，测量水声信息有较高的准确性和可靠性。但是受到传感器自身性能的限制，低频同振型矢量水听器一般尺寸较大，且自噪声较高。
技术实现思路
1、基于目前低频同振矢量水听器存在的尺寸大、自噪声高的问题，本专利直接采用共用质量块和压电陶瓷构成矢量通道，设计了一种小型化低频复合三维同振矢量水听器，该矢量水听器具有结构紧凑、尺寸小，自噪声低，加工成本低等优势，适合应用于声纳浮标系统、拖曳阵、低噪声测
2、本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成，本专利技术提供了一种小型化低频复合同振式矢量水听器系统，主要包括中心质量块、矢量通道换能器单元、通用框架、螺纹帽、标量换能器单元、支撑结构和封装胶层。
3、所述中心质量块可以是密度大的金属材料制成的球体。
4、所述矢量通道换能器单元可以是弯曲圆盘换能器。
5、所述通用框架可以是由金属或刚性非金属材料制成的立方体框架。
6、所述螺纹帽可以是由金属或刚性非金属材料制成，带有螺纹结构，用于与通用框架配合安装。
7、所述标量换能器单元可以是由压电陶瓷构成。
8、所述支撑结构是用于将通用框架定位在水听器中心位置的螺纹杆，可以是由金属或刚性非金属材料制成。
9、所述封装胶层可以是透声灌封材料。
10、上述技术方案中，优选的，密度大的金属材料可以是不锈钢、黄铜、铜钨合金等。
11、上述技术方案中，优选的，弯曲圆盘换能器可以是由压电陶瓷和金属片构成的双碟片或三叠片压电换能器。
12、上述技术方案中，优选的，金属或刚性非金属材料可以是铝合金、peek、pvc、abs等。
13、上述技术方案中，优选的，压电陶瓷包括半球形、片状、管状、环状等压电陶瓷。
14、上述技术方案中，优选的，透声材料为聚醚类聚氨酯。
15、本专利技术的有益效果为：
16、1.本专利技术提供了一种小型化低频复合同振式矢量水听器系统，可解决传统低频同振型矢量水听器尺寸大、自噪声高的问题。
17、2.通过共用质量块和压电陶瓷构成矢量通道的设计方式，制备的低频矢量水听器具有结构紧凑、尺寸小，自噪声低，加工成本低等优势，同时，易于装配，提高了各矢量通道的一致性。
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1.一种新型小型化低频复合三维同振矢量水听器的设计，其特征在于，所述矢量水听器为球形，内部包括：矢量换能器和标量换能器，外部由透声材料灌封而成。
2.根据权利要求1所述的复合三维同振矢量水听器，其特征在于，矢量换能器由中心质量块、矢量通道换能器单元、通用框架、螺纹帽组成。
3.根据权利要求2所述的三维同振矢量水听器，其特征在于，通过螺纹帽(5)和通用框架(4)配合，调节螺纹矢量通道换能器(3)与中心质量块(1)的预应力，从而保证矢量通道之间信号的一致性。
4.根据权利要求1所述的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于，标量换能器由六个方向的半球形或者圆片形压电陶瓷(6)粘接在各自方向的螺纹帽(5)外侧组成。六个标量换能器信号平均后作为整个水听器的的标量信号。
5.根据权利要求1所述的三维同振矢量水听器，其特征在于，连接杆(7)为与通用框架顶角螺纹对应的连接杆，可将通用框架支撑在整个球形矢量水听器的中心，且使矢量水听器重心与和形心重合，标量水听器均匀分布在水听器内部。
6.根据权利要求1所述的三维同振矢量水听器，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种新型小型化低频复合三维同振矢量水听器的设计，其特征在于，所述矢量水听器为球形，内部包括：矢量换能器和标量换能器，外部由透声材料灌封而成。
2.根据权利要求1所述的复合三维同振矢量水听器，其特征在于，矢量换能器由中心质量块、矢量通道换能器单元、通用框架、螺纹帽组成。
3.根据权利要求2所述的三维同振矢量水听器，其特征在于，通过螺纹帽(5)和通用框架(4)配合，调节螺纹矢量通道换能器(3)与中心质量块(1)的预应力，从而保证矢量通道之间信号的一致性。
4.根据权利要求1所述的复合同振型三维矢量水听器，其特征在于，标量...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹文茂，张强，时晓梅，孙志刚，徐菁，孙嘉璐，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七六零研究所，
类型：发明
国别省市：
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