CN110058214A - 可调式水声测试布放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调式水声测试布放装置，包含筒体、位置调节机构以及发射换能器；所述筒体内部形成有容物空间，设置于容物空间中的隔板将容物空间分割成第一容纳空间与第二容纳空间；所述位置调节机构安装至第二容纳空间中，发射换能器与位置调节机构相连，位置调节机构驱动发射换能器相对筒体发生位移。本发明在现有固定连接的水声设备筒体里增加了可调式布放装置，弥补了现有水声设备在声隔离度测试装置中无法调节换能器布放距离的缺陷。

Description

可调式水声测试布放装置

技术领域

本发明涉及水声测试系统领域，具体地，涉及一种可调式水声测试布放装置，特别是一种能够实现隔离度测试的可调式水声测试布放装置。

背景技术

现有水声设备为了实现边收边发的功能，要求收、发换能器系统具有良好的声隔离性能，即发射换能器发射大功率宽带信号时，接收换能器不受发射信号影响而依旧能接收远处的对方声纳信号。通常水下装备的外观为圆柱形筒体，内部装载有信号发射机、接收机和信号处理模块等电子设备，收/发换能器在筒体上同轴安装。

现有的水声设备中，接收换能器体积小，重量轻，通常安装于水下系统装置(筒体)的一端；发射换能器由于频率低，体积大，重量重，为了获得一定的声隔离效果，通常采用吊放方式，吊装在筒体的另一端，且与接收换能器保持同轴。当水声设备在低频工作时，发射换能器的体积大，重量重，现有的隔离度测试布放装置仅用起重机将水声设备整体一起放入水中进行测试，发射换能器吊放的相对位置固定不变，无法调节，这种固定吊装方式，既不能依据不同频率的需求调节收/发换能器之间或发射换能器与系统筒体之间的距离，又不能进行时时调节布放距离的动态测试，给整个系统的收/发隔离度测试和研究带来诸多不便。

专利文献CN203981873U公开一种可伸缩的船载测试杆结构，属水声测量技术领域，其特征在于由外管、内管、固定法兰、限位接管、插销、滑块、换能器夹具、定位孔和紧固螺钉组成，其中外管一端开有一个定位孔并套接有一个限位接管，外管的另一端与换能器夹具固定连接；内管一端穿过限位接管后与安装在外管内壁中的滑块固定连接；内管另一端套接有一个固定法兰，内管在滑块的导引下沿外管的内壁自由滑动。据该专利文献自述结构简单，操作方便，使用过程方便易行，且便于运输、存放，极大地提高了工作效率，可实现测试杆的伸缩功能，解决了以往测试杆装配不便、不利运输和存放等问题；同时可将发射换能器可靠固定在船体上，满足动态跑船试验要求。但是该专利文献提供的测试杆操作比较复杂，无法根据测试需求实时快速进行长度调节以及发射换能器的位置调节。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可调式声隔离度测试布放装置。

根据本发明提供的可调式水声测试布放装置，包含筒体、位置调节机构以及发射换能器；所述筒体内部形成有容物空间，设置于容物空间中的隔板将容物空间分割成第一容纳空间与第二容纳空间；

所述位置调节机构安装至第二容纳空间中，发射换能器与位置调节机构相连，位置调节机构驱动发射换能器相对筒体发生位移。

优选地，所述位置调节机构包含电机、排线机构以及承重线；

电机与排线机构相连，承重线的一端安装至排线机构上，承重线的另一端连接发射换能器。

优选地，所述排线机构包含线卷筒、排缆机构；

电机、线卷筒、排缆机构依次通过设置的传动结构连接；

所述传动结构包含以下任一种或任多种结构：链轮传动结构、齿轮传动结构、皮带传动结构。

优选地，所述隔板上紧固安装有装接支架，装接支架安装至第二容纳空间中；

所述排线机构沿轴向的两端通过设置的轴承转动安装至装接支架上。

优选地，所述线卷筒包含凯夫拉线卷筒；

所述承重线为承重电缆；或者，所述承重线配设有并行设置的电缆结构，电缆结构连接至发射换能器上。

优选地，所述筒体上安装有导向装置与距离传感器；

承重线在长度延伸方向上穿过导向装置；距离传感器与发射换能器相对设置。

优选地，还包含吊取装置，所述吊取装置包含龙门架、绞车以及吊绳；

龙门架、绞车、吊绳、筒体依次连接。

优选地，还包含控制柜，所述控制柜通过设置的传输电缆连接至电机上；

筒体、隔板上分别设置有第一穿线孔、第二穿线孔；传输电缆在长度延伸方向上依次穿过第一穿线孔、第一容纳空间、第二穿线孔后到达第二容纳空间中；

所述第一容纳空间形成密封空间。

优选地，所述筒体上安装有接收水听器。

优选地，所述第一容纳空间中设置有配重物；

筒体采用耐腐蚀材料制成并在表面进行防腐处理。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明在现有固定连接的水声设备筒体里增加了可调式布放装置，弥补了现有水声设备在声隔离度测试装置中无法调节换能器布放距离的缺陷。

2、本发明不但使得静态测试试验过程中，改变换能器距离筒体的距离变得简单方便，而且更进一步提高了测试系统时时调节布放距离的动态测试能力。

3、本发明能够较好地达到系统隔离度的测试目标，填补了水声设备测试系统隔离度测试的空白，对系统实现边发边收技术提供了保障。

4、本发明涉及的可调式水声测试布放装置，其结构简单，方便安装，工程应用性较强。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为可调式水声测试布放装置整体结构示意图；

图2为第二容纳腔体处结构详图。

图中示出：

龙门架1 电机10

绞车2 装接支架11

吊绳3 凯夫拉线卷筒12

筒体4 轴承13

传输电缆5 排缆机构14

控制柜6 链轮传动结构15

发射换能器7 导向装置16

隔板8 承重线17

固定螺钉9 距离传感器18

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2所示，本发明提供的可调式水声测试布放装置，包含筒体4、位置调节机构以及发射换能器7；所述筒体4内部形成有容物空间，设置于容物空间中的隔板8将容物空间分割成第一容纳空间与第二容纳空间；所述位置调节机构安装至第二容纳空间中，发射换能器7与位置调节机构相连，位置调节机构驱动发射换能器7相对筒体4发生位移。

所述位置调节机构包含电机10、排线机构以及承重线17；电机10与排线机构相连，承重线17的一端安装至排线机构上，承重线17的另一端连接发射换能器7。所述排线机构包含线卷筒、排缆机构14；电机10、线卷筒、排缆机构14依次通过设置的传动结构连接；所述传动结构包含以下任一种或任多种结构：链轮传动结构15、齿轮传动结构、皮带传动结构。所述隔板8上紧固安装有装接支架11，装接支架11安装至第二容纳空间中；所述排线机构沿轴向的两端通过设置的轴承13转动安装至装接支架11上。优选地，所述轴承13包含自润滑轴承。优选地，所述线卷筒包含凯夫拉线卷筒12；所述承重线17为承重电缆；或者，所述承重线17配设有并行设置的电缆结构，电缆结构连接至发射换能器7上。也就是说，发射换能器7的电缆可单独引出，不承受发射换能器7重量，因此发射换能器7的电缆可选用承重电缆也可选用非承重电缆。

所述筒体4上安装有导向装置16与距离传感器18；承重线17在长度延伸方向上穿过导向装置16；距离传感器18与发射换能器7相对设置。实施例中，导向装置16位于筒体4的轴线位置，确保发射换能器7位于筒体的轴线上，与接收换能器或筒体同轴安装，确保发射换能器7的承重线17能够顺利通过排缆机构14卷入凯夫拉线卷筒12上。距离传感器18安装在筒体底板上，用于检测筒体底板距离发射换能器7的距离。接收换能器优选为接收水听器，进行收/发隔离度测试。当然进一步优选地，也可以不安装接收水听器，只进行筒体4对发射换能器7指向性影响的研究或检测内容。

可调式水声测试布放装置还包含吊取装置与控制柜6。所述吊取装置包含龙门架1、绞车2以及吊绳3；龙门架1、绞车2、吊绳3、筒体4依次连接。实际应用中，龙门架1应与试验船的甲板或码头地面紧固连接。所述控制柜6通过设置的传输电缆5连接至电机10上；筒体4、隔板8上分别设置有第一穿线孔、第二穿线孔；传输电缆5在长度延伸方向上依次穿过第一穿线孔、第一容纳空间、第二穿线孔后到达第二容纳空间中；所述第一容纳空间形成密封空间。实际操作中，可在两个穿线孔的位置使用填料函胶封，确保密封腔体不漏水。优选地，电机10的传输电缆5可以从筒体4的轴端引出，也可从筒体4的侧壁引出，方便筒体4吊装。优选地，所述第一容纳空间中设置有配重物；一方面，使得筒体6入水后，整体浮力应小于等于零；另一方面，使得筒体6入水后，在水中的姿态保持竖直，保证隔离度的测试要求。由于整个装置需在水下工作，筒体4的材料需要耐腐蚀，表面需做防腐处理。

优选实施方式

可调式水声测试布放装置安装在试验船甲板上，龙门架1与试验船的甲板紧固联结。其中绞车2固定在龙门架1的中间位置，绞车2的起重重量为3T，起升高度为30m，起升最小速度为0.8m/min。筒体4通过吊绳3与绞车2连接，筒体4上安装接收水听器，进行系统收/发隔离度测试。筒体4的直径为500mm，壁厚为5mm，长度为2m，入水后筒体的整体浮力等于零，筒体4的内部装入发射机、接收机和电路处理模块，安装配重重物，使得筒体入水后在水中浮力为零，且筒体姿态保持竖直，从而保证隔离度的测试要求。

图2为可调式水声测试布放装置第二容纳空间处局部结构示意图。筒体4的材料为硬铝，表面涂防腐漆做防腐处理。传输电缆5的一端连接控制柜6，另一端穿过筒体4的内腔，连接电机10，整个装置由控制柜6进行控制。

其中隔板8将筒体4分隔为两部分，筒体4的上部空间为密闭空间，安装发射机、接收机、电路处理模块和配重块，接口部位做水密处理。水下电机10的传输电缆5可通过隔板8的穿线孔进入筒体4的上部密封空间，并最终由筒体4的上部顶端穿线孔穿出，在上下两个穿线孔的位置使用填料函胶封，确保密封腔体不漏水。筒体4的下部空间不密闭，下部空间的长度约占总筒体4长度的1/4，由于筒体4的整个下部空间浸入水中，并保证能在水中正常工作，因此水下电机10、装接支架11、凯夫拉线卷筒12、自润滑轴承13、排缆机构14、链轮传动结构15，导向装置16的选型均为可在水下工作，且耐腐蚀。固定螺钉9将装接支架11(两侧各一个)对称安装在隔板8上，水下电机10安装在隔板8上。在水下电机10的输出轴端安装不锈钢链轮，凯夫拉线卷筒12的两端轴安装于绞车支架11的相应孔中，在凯夫拉线卷筒12的轴与装接支架11的孔之间安装有自润滑轴承13。凯夫拉线卷筒12的传动侧轴端安装有不锈钢链条，用于联结水下电机10的传动链轮与凯夫拉线卷筒12传动链轮，实现动力的传送。排缆机构14安装在装接支架11上的相应孔中，在排缆机构14的丝杆两轴端同样安装有自润滑轴承15，保证其能够自由转动。在排缆机构14的丝杆的传动侧也安装有不锈钢链条，用于联结凯夫拉线卷筒12传动链轮和排缆机构14的传动链轮，实现动力传送，保证排缆机构14按照预定的运动规律与凯夫拉线卷筒12动作保持同步的运动关系。导向装置16安装在支架上位于筒体4的轴线位置，确保发射换能器7位于筒体4的轴线上，与接收换能器或筒体4同轴安装，该联动系统需确保换能器承重线17能够顺利通过排缆机构14卷入凯夫拉线卷筒12上。距离传感器18安装在筒体4底板上，用于检测筒体4底板距离发射换能器7的距离。

根据隔离度测试试验要求,筒体4的深度和发射换能器7的深度调整动作的先后顺序应根据试验要求以及现场情况操作,没有固定的程序设定。该实施方式可以依据不同的测试需求调整发射换能器7到筒体4的相对距离，满足可调式声隔离度的测试需求，达到时时调整距离、获得动态隔离度数据的目的。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种可调式水声测试布放装置，其特征在于，包含筒体(4)、位置调节机构以及发射换能器(7)；所述筒体(4)内部形成有容物空间，设置于容物空间中的隔板(8)将容物空间分割成第一容纳空间与第二容纳空间；

所述位置调节机构安装至第二容纳空间中，发射换能器(7)与位置调节机构相连，位置调节机构驱动发射换能器(7)相对筒体(4)发生位移。

2.根据权利要求1所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述位置调节机构包含电机(10)、排线机构以及承重线(17)；

电机(10)与排线机构相连，承重线(17)的一端安装至排线机构上，承重线(17)的另一端连接发射换能器(7)。

3.根据权利要求2所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述排线机构包含线卷筒、排缆机构(14)；

电机(10)、线卷筒、排缆机构(14)依次通过设置的传动结构连接；

所述传动结构包含以下任一种或任多种结构：链轮传动结构(15)、齿轮传动结构、皮带传动结构。

4.根据权利要求2所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述隔板(8)上紧固安装有装接支架(11)，装接支架(11)安装至第二容纳空间中；

所述排线机构沿轴向的两端通过设置的轴承(13)转动安装至装接支架(11)上。

5.根据权利要求3所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述线卷筒包含凯夫拉线卷筒(12)；

所述承重线(17)为承重电缆；或者，所述承重线(17)配设有并行设置的电缆结构，电缆结构连接至发射换能器(7)上。

6.根据权利要求2所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述筒体(4)上安装有导向装置(16)与距离传感器(18)；

承重线(17)在长度延伸方向上穿过导向装置(16)；距离传感器(18)与发射换能器(7)相对设置。

7.根据权利要求1所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，还包含吊取装置，所述吊取装置包含龙门架(1)、绞车(2)以及吊绳(3)；

龙门架(1)、绞车(2)、吊绳(3)、筒体(4)依次连接。

8.根据权利要求2所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，还包含控制柜(6)，所述控制柜(6)通过设置的传输电缆(5)连接至电机(10)上；

筒体(4)、隔板(8)上分别设置有第一穿线孔、第二穿线孔；传输电缆(5)在长度延伸方向上依次穿过第一穿线孔、第一容纳空间、第二穿线孔后到达第二容纳空间中；

所述第一容纳空间形成密封空间。

9.根据权利要求1所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述筒体(4)上安装有接收水听器。

10.根据权利要求1所述的可调式水声测试布放装置，其特征在于，所述第一容纳空间中设置有配重物；

筒体(4)采用耐腐蚀材料制成并在表面进行防腐处理。