CN109939912A - 一种声学设备换能器防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了声学设备防护装置，包括：基座，所述基座为中通结构，内部空间用于安置所述换能器，所述基座上端与一水门阀固定连接，所述基座的下端连接至船底夹板；透声窗，所述透声窗采用高分子复合材料；固定安装于所述基座下端的内侧，将所述基座下端口密封，所述透声窗所在平面与所述船底夹板共面；液态声透镜介质，所述液态声透镜介质注入于所述透声窗与所述换能器之间。
Description
技术领域
本发明涉及冰区航行船舶声学设备领域，特别用于保护船舶声学设备换能器，保障声学设备在冰区航行时的安全性。
背景技术
随着北极冰层的逐年融化，北冰洋的东北、西北航道通航时间越来越长，同时由于北极大陆的丰富天然资源，各国政府对开发北极的兴趣越来越浓厚，因此激发了各国船舶行业对冰区航行船型的开发。在此背景下，我国正研究极地破冰船。在破冰或正常航行时，声学设备换能器暴露在水中，冰面、水下浮冰或碎冰的撞击或刮擦对声学设备换能器的损害非常大。目前极地或冰区航行的破冰船在我国船舶行业还属于空白，针对此类冰区航行船舶的声学设备换能器还没有专用的防护装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供声学设备换能器防护装置，它能够有效地保护破冰船声学设备的换能器在破冰或正常航行时避免受到冰面、水下浮冰、碎冰的撞击或刮擦对声学设备换能器造成损害，同时对换能器又不会产生声阻抗影响。
为解决上述技术问题，本发明的声学设备换能器防护装置，包括：基座，所述基座为中通结构，内部空间用于安置所述换能器，所述基座上端与一水门阀固定连接，所述基座的下端连接至船底夹板；透声窗，所述透声窗采用高分子复合材料；固定安装于所述基座下端的内侧，将所述基座下端口密封，所述透声窗所在平面与所述船底夹板共面；液态声透镜介质，所述液态声透镜介质注入于所述透声窗与所述换能器之间。
优选地，所述透声窗的声学性能为：在350kHz频率下的透声损失小于2dB。
优选地，在所述基座下端的外侧面安装导流罩，所述导流罩与所述基座下端的外侧壁的夹角小于90°。
优选地，所述基座的材料为ZG230-450H铸钢。
优选地，所述水门阀的材料为304不锈钢。
优选地，所述透声窗为一平面。
本发明由于采用高分子复合材料作为透声窗，其有益效果是：在防护声学设备换能器受到冰面、水下浮冰或碎冰的撞击或刮擦影响的同时，又避免了声阻抗对换能器性能的影响。
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明计程仪换能器防护装置结构示意图。
图中，1为透声窗，2为液态声透镜介质，3为声学设备换能器，4为水门阀，5为船底甲板，6为安装基座，7为导流罩。
具体实施方式
如图1所示，为本发明实施例提供的一种声学设备换能器防护装置的结构图。
防护装置包括：基座6、水门阀4、透声窗1、导流罩7以及液态声透镜介质2。
其中，基座6为中通结构，内部空间用于安置所述换能器3，所述基座6上端与一水门阀4固定连接，连接方式可以为：用禁锢螺栓将水门阀4与安装基座6固定在一起。所述基座6的下端连接至船底夹板5，与船底甲板5刚性连接。
在本发明的实施例中，在所述基座下端的外侧面还安装导流罩，所述导流罩与所述基座下端的外侧壁的夹角小于90°。
导流罩7可减少安装基座与船底甲板连接处倾角较大而产生大量气泡影响换能器的正常工作。
在本发明的实施例中，所述基座的材料为ZG230-450H铸钢。
在本发明的实施例中，所述水门阀的材料为304不锈钢。
透声窗1采用高分子复合材料，抗压强度远远超出海冰的抗压强度，同时它的声学性能在350kHz频率下的透声损失小于2dB，满足如多普勒计程仪等声学设备的指标要求。
透声窗1固定安装于所述基座6下端的内侧，将所述基座6下端口密封，所述透声窗所在平面与所述船底夹板5共面。
在本发明的实施例中，所述透声窗为一平面。其较容易实现换能器基阵与船体的共形安装，并且有机械强度高、抗冲击、耐腐蚀和使用寿命长等特点。
在本发明实施例中，透声窗1可以从基座底部装入，以螺栓固定，进行水密试验检查后，注入液态声透镜介质2。
在本发明的一个实施例中，换能器的透声窗选用力学性能和声学性能俱佳的高分子复合材料，其声阻抗与液态声透镜介质、海水介质的声阻抗十分接近，因此对换能器产生的声阻抗影响非常小。
液态声透镜介质2注入于所述透声窗1与所述换能器3之间。
本发明的实施例所述的换能器的防护装置能够有效地保护在冰区航行船舶的声学设备换能器在破冰或正常航行时避免受到冰面、水下浮冰或碎冰的撞击或刮擦对声学设备换能器造成损害，同时对换能器产生的声阻抗影响尽可能小。该防护装置的特点是采用高分子复合材料作为透声窗。将不锈钢材质水门阀通过安装基座与船底部甲板连接，透声窗安装在水门阀底部，保护在冰区航行船舶的声学设备换能器受到冰面、水下浮冰或碎冰的撞击或刮擦，同时又能使换能器避免透声材料的声阻抗影响而正常工作。
Claims (6)
1.一种声学设备换能器防护装置，其特征在于：包括：
基座，所述基座为中通结构，内部空间用于安置所述换能器，所述基座上端与一水门阀固定连接，所述基座的下端连接至船底夹板；
透声窗，所述透声窗采用高分子复合材料；固定安装于所述基座下端的内侧，将所述基座下端口密封，所述透声窗所在平面与所述船底夹板共面；
液态声透镜介质，所述液态声透镜介质注入于所述透声窗与所述换能器之间。
2.如权利要求1所述的防护装置，其特征在于：所述透声窗的声学性能为：在350kHz频率下的透声损失小于2dB。
3.如权利要求1所述的防护装置，其特征在于：在所述基座下端的外侧面安装导流罩，所述导流罩与所述基座下端的外侧壁的夹角小于90°。
4.如权利要求1所述的防护装置，其特征在于：所述基座的材料为ZG230-450H铸钢。
5.如权利要求1所述的防护装置，其特征在于：所述水门阀的材料为304不锈钢。
6.如权利要求1所述的防护装置，其特征在于：所述透声窗为一平面。
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