复合式标矢量水听器制造技术

本发明专利技术提供一种复合式标矢量水听器，其包括导流罩、振速水听器、弹簧、硅油、声压水听器、法兰盘和多路信号复用电路；振速水听器通过相同的四根正交相对的弹簧悬挂在导流罩的内壁上，四个平均分布的声压水听器通过法兰盘安装在导流罩内腔的底端，振速水听器的球心到四个声压水听器中心的距离相等，且这个距离等于相邻两个声压水听器之间的距离，导流罩的内腔充入硅油，多路信号复用电路用于接收四个声压水听器输出的信号并对其进行处理，生成矢量水听器声压信号和4路阵列信号并输出；本发明专利技术采机械结构上相互独立的振速水听器与若干个声压水听器作为分立模块，使振速水听器与声压水听器在空间排列上满足一定的关系组合成为复合式标矢量水听器。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种复合式标矢量水听器，其包括导流罩、振速水听器、弹簧、硅油、声压水听器、法兰盘和多路信号复用电路；振速水听器通过相同的四根正交相对的弹簧悬挂在导流罩的内壁上，四个平均分布的声压水听器通过法兰盘安装在导流罩内腔的底端，振速水听器的球心到四个声压水听器中心的距离相等，且这个距离等于相邻两个声压水听器之间的距离，导流罩的内腔充入硅油，多路信号复用电路用于接收四个声压水听器输出的信号并对其进行处理，生成矢量水听器声压信号和4路阵列信号并输出；本专利技术采机械结构上相互独立的振速水听器与若干个声压水听器作为分立模块，使振速水听器与声压水听器在空间排列上满足一定的关系组合成为复合式标矢量水听器。【专利说明】复合式标矢量水听器
本专利技术涉及一种复合式标矢量水听器，应用于水下目标探测系统。
技术介绍
目前水下声学目标探测系统中使用的同振型矢量水听器，得到水下声场的声强信息由两部分信号构成——声压与质点振速，其声压(标量)与振速(矢量)通道的敏感元件封装在同一个结构组件上，零部件的检修与更换不便；而且由于自身尺寸大小的限制，接收信号波长必须大于矢量水听器自身尺度的6倍，那么在外形尺寸一定的情况下，其工作频段就相应集中在低频段，无法利用高频信号，工作带宽相对较窄。采用分立的振速水听器与若干个声压水听器，按照特定的空间分布规律组装起来，构成复合式标矢量水听器，其中，利用振速水听器获取水下声场的质点振速信息(矢量);利用声压水听器感知水下声场的宽带声压信号(标量)。宽带声压信号采用多路复用的方法:一方面与振速水听器信号复合，可以得到水下声场的低频声强信息；另一方面，这些声压水听器构成声压水听器阵列，根据声压水听器阵列信号处理1/2声波波长理论，可以构成一个工作在高频段的标量阵。即，采用多个声压水听器按照特定的空间排列方式，与振速水听器组装成复合标矢量水听器，在功能上可以同时等效为一个低频的矢量水听器与一个闻频标量水听器基阵。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种复合式标矢量水听器，针对整体式矢量水听器分解拆卸不便、工作带宽窄的特点，采机械结构上相互独立的振速水听器与若干个声压水听器作为分立模块，使振速水听器与声压水听器在空间排列上满足一定的关系组合成为复合式标矢量水听器。一种复合式标矢量水听器，该水听器包括导流罩、振速水听器、弹簧、硅油、声压水听器、法兰盘和多路信号复用电路；其中导流罩是顶端封闭的玻璃钢圆筒；振速水听器通过相同的四根正交相对的弹簧悬挂在导流罩的内壁上，四个平均分布的声压水听器通过法兰盘安装在导流罩内腔的底端，振速水听器的球心到四个声压水听器中心的距离相等，且这个距离等于相邻两个声压水听器之间的距离，导流罩的内腔充入硅油，多路信号复用电路用于接收四个声压水听器输出的信号并对其进行处理，生成矢量水听器声压信号和4路阵列信号并输出。所述的多路信号复用电路包括四路放大电路和加法器，四路放大电路输出的声压信号通过加法器进行叠加得到矢量水听器声压信号；每路放大电路均包括运算放大器U2，电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R9，发光二极管D1、D2，电容 C1、C2、C3、C4 和跟随器 U1、U3 ；电阻R4 —端接运算放大器U2的正相输入端，另一端接声压水听器，发光二极管DU D2反向对接，一端接运算放大器U2的正相输入端，另一端接地，下拉电阻R6的两端分别连接运算放大器U2的正相输入端与地，电阻R3、电容Cl并联后的一端接运算放大器U2的反向输入端，电阻R3、电容Cl并联后的另一端分别接电阻R1、R2的一端，构成反馈网络，电阻Rl的另一端接地，电阻R2的另一端连接运算放大器U2的输出端；电容C2的一端连接运算放大器U2的输出端，另一端分别连接跟随器Ul和跟随器U3的正向输入端，电阻R5的一端连接跟随器Ul的正向输入端，另一端接地，电阻R9的一端连接跟随器U3的正向输入端，另一端接地，跟随器Ul的反向输入端连接其输出端，跟随器U3的反向输入端连接其输出端，电容C3的一端连接跟随器Ul的输出端，另一端连接外围设备，电容C4的一端连接跟随器U3的输出端,另一端连接加法器的输入端。有益效果:本专利技术利用若干个声压水听器与振速水听器按照一定的空间分布规律，组装构成复合式标矢量水听器，并通过多路信号复用的方法，声压水听器一方面提供作为矢量水听器声强测量的声压标量信号；另一方面作为独立的标量水听器基阵的阵列信号，同时，声压水听器与振速水听器在结构上彼此都是独立的，安装结构上采取了分立模块组装的形式，拆卸和更换时互不干涉，能够为产品测试与维护带来便利。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术复合式标矢量水听器安装结构示意图。图2为本专利技术四个声压水听器的安装俯视图。图3为本专利技术多路信号复用电路的原理图。其中，1-导流罩、2-振速水听器、3-弹簧、4-硅油、5-声压水听器、6_法兰盘【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。如附图1所示，本专利技术提供了一种复合式标矢量水听器，该水听器包括导流罩1、振速水听器2、弹簧3、硅油4、声压水听器5和法兰盘6。其中，导流罩I是顶端封闭的玻璃钢圆筒，球形的振速水听器2通过相同的四根正交相对的弹簧3悬挂在玻璃钢导流罩I内壁上，四根弹簧3两两相对，达到拉力平衡状态；四个平均分布的圆管型声压水听器5通过螺纹紧固安装在法兰盘6上，四个声压水听器5处于同一个平面上，其中心间的连线可以构成一个正方形。球形的振速水听器2的球心到四个声压水听器5每个圆管中心的距离相等，同时，这个距离近似相等于相邻两个声压水听器5之间的距离。在玻璃钢导流罩I中充入娃油4后，对于声波传输而言使得导流罩I内外的特性阻抗是匹配的，通过玻璃钢导流罩I与法兰盘6之间的螺纹完成两者之间的紧固联接。如附图2所示，四个声压水听器5安装在法兰盘6上，构成一个平面四元标量阵，相邻两个阵元之间的间距为d ;而且由附图1中叙述可知，振速水听器2到每个声压水听器5的间距也为d，值得注意的是，这里所提到的间距，指的都是各水听器中心之间的距离。如附图3多路信号复用电路原理图所示，四路通道的电路结构、参数完全相同，以其中一路通道为例，如通道A，声压水听器A的输出信号进入由运算放大器AD745与阻容元件构成的正向放大器，信号得到放大后进入后级的双路跟随器，双路跟随器将信号分流为相同的两部分:一部分作为平面四元标量阵的其中一路阵列信号；另一部分声压信号A进入后级的加法器，与其他三个通道相同电路处理过的信号相加后，作为矢量水听器的声压信号。图中，电阻R4—端接U2运算放大器AD745的正相输入端，另一端接声压水听器A，电阻R4起到限流电阻的作用。发光二极管D1、D2反向对接，一端接AD745的正相输入端(管脚3)，一端接地，起到输入保护的作用:当异常大信号输入时(大于0.7V)，二极管D1、D2总有一个导通，将大信号旁路泄放掉，运算放大器AD745得到保护。下拉电阻R6的两端分别连接AD745的正相输入端与地，起到信号下拉与阻抗匹配的作用。电阻R3、电容Cl并联后的一端接运算放大器AD745反向输入端(管脚2)，起到调节运算放大器AD745直流失调电压与电流的作用，电阻R3、电容Cl并联后的另一端分别接电阻Rl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式标矢量水听器，其特征在于，该水听器包括导流罩（1）、振速水听器（2）、弹簧（3）、硅油（4）、声压水听器（5）、法兰盘（6）和多路信号复用电路；其中导流罩（1）是顶端封闭的玻璃钢圆筒；振速水听器（2）通过相同的四根正交相对的弹簧（3）悬挂在导流罩（1）的内壁上，四个平均分布的声压水听器（5）通过法兰盘（6）安装在导流罩（1）内腔的底端，振速水听器（2）的球心到四个声压水听器（5）中心的距离相等，且这个距离等于相邻两个声压水听器（5）之间的距离，导流罩（1）的内腔充入硅油（4），多路信号复用电路用于接收四个声压水听器输出的信号并对其进行处理，生成矢量水听器声压信号和4路阵列信号并输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付继伟，汪小亚，高伟，任翀，赵鹏涛，李小涛，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，
类型：发明
国别省市：