CN111174904B - 用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列，包括环绕在测试模型外圈与测试模型外形轮廓共形的框架结构，其内圈设有多个与测试模型外表面抵接的导向轮，框架结构由多个框架单元沿周向连续延伸而成，框架单元由四条平行的中空的金属管、连接金属管间的金属加强支撑构成；框架单元内分别通过橡胶减振支撑安装有两条沿径向平行间隔设置的水听器声阵，水听器声阵内等间距分布有测试用水听器单元。本发明采用橡胶减振支撑安装在框架结构上，降低框架结构振动对水听器测量声压的干扰；具有双层声阵测量声压分离入射波与反射波，有效降低水面与水底反射对水下噪声源分离分析带来的误差，大大提高在有限水深环境下水下噪声源分离精度。

Description

用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列
技术领域
本发明涉及水下噪声测试领域，尤其是一种用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列。
背景技术
水下噪声源分离技术是进行水下噪声源定位并进行控制的关键技术，采用声全息方法进行水下噪声源分离是目前较为方便的一种技术。但是目前采用的声全息测试装置使用线阵阵列，一方面测试误差偏大，另一方面由于测试水深限值，测试结果受到水面与水底反射的干扰，增加了测试误差，降低了测试精度。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列，采用双层共形水听器声阵进行声全息测试分析，减小非共形声全息变换、水面与水底反射对水下噪声源分离分析带来的误差，从而大大提高在有限水深环境下水下噪声源分离精度。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列，包括环绕在测试模型外圈的与测试模型外形轮廓共形的框架结构，所述框架结构内圈设有多个与测试模型外表面抵接的导向轮，并通过所述导向轮沿测试模型外表面移动；框架结构由多个框架单元沿周向连续延伸而成，所述框架单元由四条平行的中空的金属管、以及连接金属管之间的金属加强支撑构成方框结构；每个框架单元内分别通过橡胶减振支撑安装有两条沿径向平行间隔设置的水听器声阵，每条水听器声阵内等间距分布有测试用水听器单元。
作为上述技术方案的进一步改进：
每一侧的相邻两金属管之间通过所述橡胶减振支撑连接，水听器声阵轴向设于橡胶减振支撑的中部。
两条水听器声阵内的水听器单元数量和位置沿径向一一对应。
所述框架结构上还装有照明与视频监测装置。
本发明的有益效果如下：
本发明采用共形水听器阵列进行测试，减小了非共形声全息变换引入的误差；水听器声阵采用橡胶减振支撑安装在框架结构上，降低框架结构振动对水听器测量声压的干扰；每个框架单元具有双层声阵测量声压分离入射波与反射波，有效降低水面与水底反射对水下噪声源分离分析带来的误差，大大提高在有限水深环境下水下噪声源分离精度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明框架单元的结构示意图。
图3为水听器声阵的安装结构示意图(径向视图)。
其中：1、测试模型；2、框架结构；3、导向轮；4、照明与视频监测装置；5、金属管；6、水听器声阵；7、橡胶减振支撑；8、金属加强支撑；9、水听器单元。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图3所示，本实施例的用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列，包括环绕在测试模型1外圈的与测试模型1外形轮廓共形的框架结构2，框架结构2内圈设有多个与测试模型1外表面抵接的导向轮3，并通过导向轮3沿测试模型1外表面移动；框架结构2由多个框架单元沿周向连续延伸而成，如图2所示，为框架单元的俯视图，内侧为靠近圆心一侧，外侧为远离圆心一侧，框架单元由四条平行的中空的金属管5、以及连接金属管5之间的金属加强支撑8构成方框结构；每个框架单元内分别通过橡胶减振支撑7安装有两条沿径向平行间隔设置的水听器声阵6，每条水听器声阵6内等间距分布有测试用水听器单元9。
每一侧的相邻两金属管5之间通过橡胶减振支撑7连接，水听器声阵6轴向设于橡胶减振支撑7的中部。
两条水听器声阵6内的水听器单元9数量和位置沿径向一一对应。
框架结构2上还装有照明与视频监测装置4。
本发明在实施过程中，吊装并环绕于测试模型1的外周，使框架结构2沿测试模型1外表面轴向等距离移动，每移动一段距离后停止一定时间，水听器单元9对声场进行采样，采样结束后，框架结构2继续移动。框架结构2停止移动时，测量过程完成后，采用声全息算法对测试模型1表面振速分布进行反演。
本发明的框架结构2与测试模型1具有共形结构，即如图1所示，测试模型为圆形，框架结构2围绕在测试模型1外圈，与其外轮廓成相同的截面结构，该结构减小了非共形声全息变换引入的误差；水听器声阵6采用橡胶减振支撑7安装在金属管5上，降低了框架结构2振动对水听器测量声压的干扰；每个框架单元沿测试模型1径向间隔设置两个水听器声阵6，从而实现双层声阵测量声压分离入射波与反射波，有效降低水面与水底反射对水下噪声源分离分析带来的误差，从而大大提高测量精度。
框架结构2上有四个可转动导向轮3，保证其沿测试模型1表面以固定的间距移动。照明与视频监测装置4用于观察框架结构2沿着测试模型1表面移动时的间距。
两条水听器声阵6通过橡胶减振支撑7固定在金属管5上，既能够保证两条声阵的平行，又能够减小框架结构2的振动对水听器单元9接收水声信号的干扰。水听器声阵6设于橡胶减振支撑7中部，使得金属管、金属加强支撑8对测试模型1振动产生的辐射噪声传播至水听器单元9不产生遮挡影响。橡胶减振支撑7减弱了所述框架结构2的振动传递到所述水听器声阵6上。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (2)

1.一种用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列，其特征在于：包括环绕在测试模型(1)外圈的与测试模型(1)外形轮廓共形的框架结构(2)，所述框架结构(2)内圈设有多个与测试模型(1)外表面抵接的导向轮(3)，并通过所述导向轮(3)沿测试模型(1)外表面移动；
框架结构(2)由多个框架单元沿周向连续延伸而成，所述框架单元由四条平行的中空的金属管(5)、以及连接金属管(5)之间的金属加强支撑(8)构成方框结构；每个框架单元内分别通过橡胶减振支撑(7)安装有两条沿径向平行间隔设置的水听器声阵(6)，每条水听器声阵(6)内等间距分布有测试用水听器单元(9)；每一侧的相邻两金属管(5)之间通过所述橡胶减振支撑(7)连接，水听器声阵(6)轴向设于橡胶减振支撑(7)的中部；两条水听器声阵(6)内的水听器单元(9)数量和位置沿径向一一对应。
2.如权利要求1所述的用于水下噪声源分离的声全息测试共形阵列，其特征在于：所述框架结构(2)上还装有照明与视频监测装置(4)。
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