声反射器制造技术

一种用于在水下使用的声反射器包括围绕芯部的壳体，在壳体中设置孔以在反射器浸入水中时允许空气和水自由地进出该壳体的内部。描述了的各种实施方式包括使用配合至水芯部的金属壳体，使用安装杆，设置框架以声学反射字母数字字符，设置可溶塞子以延迟反射器的操作，且反射器涂覆有聚亚安酯以限制破坏。还提出一种脉冲模式以改进声反射器在一些情况下的识别。描述了特别适于和在捕鱼工业中建立的相对低频声纳一起使用的反射器的设计，该反射器具有铝或铝合金壳体，如具有非金属壳体的适于和水下勘探工业中的较高频声纳一起使用的反射器那样。反射器能是球形、环形、卵形或筒形的，只要它们具有至少一个圆形截面。当前方面的特别重要的改进是标记和追踪水下非铁磁性管的能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】声反射器本专利技术涉及一种在水下使用的被动声反射器和标记器。这种反射器可以用于例如标记所关注的水下、水下航道等的目标和位置。例如从2006 年 7 月 20 日的 W02006/075167A (THE SECRETARY OF STATE FOR DEFENCE)以及 2009 年 10 月 8 日的 TO2009/122194A (THE SECRETARY OF STATE FOR DEFENCE)已知用于水下的被动声反射器。在这些公报中，用于水下的被动声反应器具有围绕芯部的壳体，所述壳体能够将入射在壳体上的声波传输到芯部中以被聚焦并且从壳体的与入射区域相反定位的区域被反射，从而提供从反射器输出的反射的声信号，其特征在于， 芯部呈球体或直柱的形式并且由具有从840m/s至1500m/s的波速的材料的一个或更多个同心层形成，并且所述壳体相对于所述芯部确定尺寸，使得入射在该壳体上的声波的一部分耦合到壳体壁中并且在其中绕该壳体的周向被引导并且然后被再辐射，以与所述反射的声信号输出相长地结合从而提供增强的反射声信号输出。入射在壳体上的声波可以例如来自水声系统。然而，这些现有技术反射器在应用于商业环境时存在问题，具体地，芯部和壳体之间的不同膨胀系数能导致在壳体上被施加过量应变，这是因为如果使反射器暴露于热(例如，如在热带气候中发生的)或者当使反射器在码头区或在船上置于太阳下时芯部热膨胀。 芯部的热膨胀导致壳体的故障。另外引起其他问题·在芯部材料没有收缩的情况下不能可靠地实现使声反射器填充合适的芯材料， 从而导致在芯部中产生裂缝和/或空隙，这引起表面上相同的反射器之间不一致的性能；·芯部和壳体之间的声耦合是可变的并且在一些情况下是差的； 健康和安全规程能限制这样的反射器在水中的配置深度以防进入反射器的内部中的渗水将导致当反射器被升到水面时的无法控制的爆炸故障；尽管对该问题提出了解决方案，但是其制造是劳动密集的并且因此相当昂贵；根据本专利技术，用于在水下使用并且包括围绕芯部的壳体的声反射器的特征在于， 所述壳体中具有一个或更多个孔，从而在所述声反射器配置在水中时允许水自由地进出所述壳体的内部。在该结构中，能进入所述壳体的入射声波的一部分穿过而进入所述芯部中并从进入该芯部中的入口对置的壳体壁被反射回来，并且入射声波的一部分能在绕所述芯部的所述壳体本身内被引导而与穿过该芯部的声波相长地结合并且从该壳体被再福射。在本专利技术的一个实施方式中，所述芯部的体积略小于所述壳体的内部容积；在进入水中时，水进入所述壳体的在所述芯部和所述壳体壁的内部之间的内部。在该构造中，存在足够的余地以使所述芯部当在热带气候中被运输或存储时能够热膨胀，但是对于海水使得在所述反射器浸于海水中时能够占据由芯材料的收缩造成的空间。此外，当将所述反射器带回至水面时，所述壳体内的任何积聚压力都通过流出所述孔的水被简单地解除，从而避免所述壳体发生爆炸故障的任何风险。令人惊讶地，已发现，在所述壳体和所述芯部之间的该壳体内部的水的存在显著地提高了该壳体和该芯部之间的声耦合以及该声耦合的可靠性。因此在本专利技术的第一实施方式中，所述芯部的横截面略小于所述壳体的内部的相 应的横截面，从而在所述芯部和所述壳体内部之间形成有间隙，所述间隙在所述反射器浸 于水中时填充有水。在根据本专利技术的该第一实施方式的反射器中，所述芯部的特征还在于，在其表面 上具有多个凸起部，所述凸起部接触所述壳体的内部，从而相对于所述壳体将所述芯部保 持就位。在这样的实施方式中，所述凸起部能优选地呈小突起的形式,这些小突起的顶点 在所述反射器处于其设计操作温度时接触所述壳体的内部。所述凸起部能变形，并且吸收 所述芯部的膨胀和收缩而不会对所述壳体施加相当大的应力。优选地所述芯部本身是能变形的材料，诸如弹性体材料。作为紧前面段落中的构造的另选方案，所述壳体的内部能具有多个向内突起，这 些突起在所述反射器处于其设计操作温度时接触所述芯部的表面。所述芯部和所述壳体的内部之间的接触点的数量应该至少是五个，以确保该芯部 相对于该壳体的稳定定位，但是十个实际上更好。所述孔允许水自由地进出所述壳体和所述芯部之间的容积，并且当所述反射器浸 于水中时，进入所述壳体和所述芯部之间的水逐出在浸入前存在的空气。实际上，已经发现 绕所述壳体分布的大量小孔比一个或数个孔更有效。24个孔良好地工作，但是48个孔将进 一步减小在浸入所述反射器时空气变得被捕获在所述壳体和所述芯部之间的任何趋势。通常，所述孔的直径为1mm，并且所述凸起部或小突起设计成在所述壳体处于其设 计操作温度时维持所述芯部的主体和内壳体壁之间的1. 3mm的填充间隙。当所述反射器浸 于水中时所述间隙将被填充有水。对于一些应用，能期望的是，所述反射器在放置在水中之后保持暂时相对不可见。 为了实现此不可见，使用本文所述种类的反射器，空气必须被保留在所述壳体和所述芯部 之间直到所述反射器旨在可探测时。通过提供一个较大的孔(例如直径为IOmm)并且通过 确保它在所述反射器被放在水中时位于最上部；当其中的塞子溶解时快速消除空气。作为在段落中如上所述在壳体和芯部之间设置间隙的另选方案，或优选 地，除设置该间隙之外，弹性体芯部能在其中心铸有孔，具有从所述中心引导到所述壳体外 的导管，从而也允许水自由进入孔。这具有类似于前面段落中的布置的效果，从而允许弹性 体材料或其他可变形材料在热时安全膨胀到所述孔中。当所述弹性体材料或其他可变形 材料在浸入水中之后冷却时，水填充所述孔，所述孔包括通过收缩所述芯部而腾空的空间。 通过改变不同反射器彼此之间的所述芯部中的所述孔的尺寸，也改变所述反射器的反射特 征，从而使一个反射器不同于另一反射器。中心孔的直径应该不超过穿过所述孔的所述反 射器的直径的10%，否则所述反射器的性质将恶化。所述导管本身的直径应该是大约10mm， 以允许在所述反射器浸入水中时空气逸出。所述中心孔能有用地用来承载小的有效载荷， 诸如监控装置。在另一实施方式中，作为如段落中在上描述的在壳体和芯部之间设置间 隙的另选方案，或优选地除了设置间隙之外，所述反射器能在所述壳体的相对两侧具有孔， 所述孔通过所述壳体的中心与导管连通，从而允许水自由进出所述导管。导管的使用具有 另一潜在优势，即使得多个反射器能够绑在一起，或使得反射器能被系至水下目标，而不需要如W02011/012877或W02011/012878所述的网或笼。在上述情况的每一情况下，如果选择所述壳体和所述芯部材料使得在壳体中的声波传输速度与在芯部中的平均声波传输速度之比在2. 5至3. 4或其倍数的范围内，则获得最佳性能。该比的倍数还将提供优良结果的实现将使铝壳体或铝合金壳体能够结合相对可压缩的弹性体芯部材料(诸如RTV12)使用。不可压缩的芯部使起因于不均匀膨胀的问题加重。优选地，壳体中的声波传输速度与芯部中的平均声波传输速度之比在2. 74至3. 4 或其倍数的范围内。海水本身具有1433m/s至1500m/s的声速，这取决于其盐度。当与硅基弹性体材料结合时(该硅基弹性材料例如是RTV12，其具有1018m/s的声速)，25%玻璃纤维增强聚邻苯二甲酰胺壳体中的声速与芯部中的声速的比非常微小地减小并且非常接近于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 GB 1011939.4;2010.09.17 GB 1015563.8;201.一种声反射器，该声反射器在水下使用并且包括围绕芯部的壳体，所述声反射器的特征在于，所述壳体中具有一个或更多个孔，从而在所述声反射器配置在水中时允许水自由地进出所述壳体的内部。2.根据权利要求1所述的声反射器，其特征在于，所述声反射器具有圆形截面并且包括围绕芯部的壳体，所述壳体允许一种或更多种频率的声波至少部分地穿过所述壳体而进入所述芯部中以从所述壳体的与所述声波的入口对置的部分被反射回来，并且部分地在所述壳体内环行而与所反射的波结合并且从所述声反射器被再辐射。3.根据权利要求1或2所述的声反射器，其特征在于，所述芯部的体积略小于所述壳体的内部容积。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的声反射器，其特征在于，所述芯部的表面上具有多个可变形的凸起部，所述凸起部接触所述壳体的内部并且相对于该壳体将所述芯部保持就位，其中在所述壳体的内部和所述芯部之间形成有间隙。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的声反射器，其特征在于，所述壳体的内部能具有多个向内突起，这些突起接触所述芯部的表面，并且在所述壳体的内部和所述芯部之间设置有间隙。6.根据权利要求4或5所述的声反射器，其特征在于，在所述壳体和所述芯部之间至少具有五个接触点。7.根据权利要求4至6中的任一项所述的声反射器，其特征在于，所述壳体的内部和所述芯部之间的所述间隙大约为1. 3_。8.根据权利要求4至7中的任一项所述的声反射器，其特征在于，所述间隙包含有防污剂。根据任一前述权利要求的声反射器，其特征在于，所述孔中具有水溶塞子，所述塞子在所述声反射器浸入水中时溶解。9.根据权利8所述的声反射器，其特征在于，所述一个或更多个孔的直径大约为10_。10.根据权利要求1至8中的任一项所述的声反射器，其特征在于，在所述壳体中具有十个或更多个孔。11.根据权利要求10所述的声反射器，其特征在于，所述孔的直径大约为Imm至2mm。12.根据任一前述权利要求所述的声反射器，其特征在于，所述芯部包括弹性体材料和导管，所述弹性体材料在其中心具有至少一个孔，所述导管从该孔引到所述壳体的外部。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的声反射器，其特征在于，所述芯部包括弹性体材料，该弹性材料具有直径导管，该直径导管从所述壳体中的一个孔通到该壳体中的第二孔。14.根据任一前述权利要求所述的声反射器，其特征在于，所述芯部在其表面中具有裂缝或凹痕，所述裂缝或凹痕均允许与所述壳体中的一个或更多个孔相关联。15.根据任一前述权利要求所述的声反射器，其特征在于，由可变形材料制成的所述芯部中分布有多个泡，这些泡可压缩以吸收所述芯部的膨胀。16.根据任一前述权利要求所述的声反射器，其特征在于，所述壳体中的声波传输速度与所述芯部中的平均声波传输速度之比在2. 5 I至3. 4 I的范围内或者为其倍数。17.根据权利要求16所述的声反射器,其特征在于,所述壳体中的声波传输速度与所述芯部中的平均声波传输速度之比在2. 74 I至3. 4 I的范围内或者为其倍数。18.根据任一前述权利要求所述的声反射器，其特征在于，所述芯部包括硅基弹性体材料。19.根据权利要求1至18中的任一项所述的声反射器，其特征在于，所述壳体是选自包括如下的组的非金属玻璃纤维增强聚邻苯二甲酰胺、环氧树脂浸溃的碳纤维、环氧树脂浸溃的芳族聚酰胺纤维、环氧树脂浸溃的聚(对苯撑-2，6-苯并二噁唑)纤维、或环氧树脂浸溃的聚乙烯纤维。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·彼得·泰特曼，安德鲁·马尔科姆·塔尔洛奇，
申请(专利权)人：海底定位技术有限公司，
类型：
国别省市：