CN111912511B - 一种海洋声波分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海洋声波分析装置，包含：开放壳体，所述开放壳体设置监听探头放置槽；以及监听探头，设置于所述监听探头放置槽，所述监听探头包含基座，所述基座通过焊接材料固定有感应电片，所述感应电片为陶瓷材料均匀混合铽制成，固化后的所述焊接材料在20‑30℃下的形变弹性系数为480‑520GPa；以及匹配电路，电性连接至所述感应电片的正负极，用于读取所述感应电片被海洋声波驱动产生的模拟信号，并将所述模拟信号转为数字信号后输出。

Description

一种海洋声波分析装置

技术领域

本发明涉及海洋声波分析领域，具体指有一种海洋声波分析装置。

背景技术

海洋中存在多种声波，水下生物的生物活动，以及水上的轮船等运行的过程中，均会产生对应频率段的声波。对这些声波进行采集，可以有效分析其对应声源的活动属性，可以有效观测水下生物的活动，为科学研究提供数据基础，也可通过监听水上轮船等发出的声波，从而监测其活动，防止非法活动等。

传统的海洋监听装置结构复杂，采用的是光栅传感器，需要接入光源等，难以满足海底复杂的环境，提取到的声波含有较多杂波，信噪比低。

针对上述的现有技术存在的问题设计一种海洋声波分析装置是本发明研究的目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种海洋声波分析装置，能够有效解决上述现有技术存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种海洋声波分析装置，包含：

开放壳体，所述开放壳体设置监听探头放置槽；以及

监听探头，设置于所述监听探头放置槽，所述监听探头包含基座，所述基座通过焊接材料固定有感应电片，所述感应电片为陶瓷材料均匀混合铽制成，固化后的所述焊接材料在20-30℃下的形变弹性系数为480-520GPa；以及

匹配电路，电性连接至所述感应电片的正负极，用于读取所述感应电片被海洋声波驱动产生的模拟信号，并将所述模拟信号转为数字信号后输出。

进一步地，所述匹配电路包含依次电连接的放大电路、A/D转换电路、数据输出电路。

进一步地，所述开放壳体为碗状。

进一步地，所述感应电片为与所述开放壳体仿形设置的碗状，所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点处于同一轴线上，并且所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点不重合。

进一步地，所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点的距离为0.1-0.3cm。

进一步地，所述焊接材料以所述感应电片的中心等角度分布焊接于所述感应电片的边缘。

本发明进一步提供一种海洋声波分析设备，包含底座，所述底座设置若干凹槽，每个所述凹槽设置如上所述的装置。所述底座为圆柱形结构，所述底座在其上下两个底面设置所述凹槽，所述凹槽和所述开放壳体均为碗状，所述开放壳体设置于所述凹槽。

本发明进一步提供一种海洋声波分析设备，包含底座，所述底座设置若干凹槽，每个所述凹槽设置如上所述的装置。所述底座为圆球形结构，所述底座在其圆面设置若干所述凹槽，所述凹槽和所述开放壳体均为碗状，所述开放壳体设置于所述凹槽。

进一步地，所述凹槽的数量为6个，分别设置于所述底座的前、后、左、右、上、下。

因此，本发明提供以下的效果和/或优点：

本发明提供的装置，通过设置开放壳体、监听探头、匹配电路，组成海洋声波监听装置。其中，开放壳体和感应电片均为碗状，可以有效将海洋中的声波接收并集中到感应电片的中心位置，更好地获取海洋声波；感应电片通过带有一定弹性系数的焊接材料焊接到基座，不仅可以有效固定感应电片，还能将保证感应电片在收到海洋声波的情况下产生微小且适用的形变，进而产生微小的电势变化，最后经过匹配电路经过处理后输出。

本发明所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点处于同一轴线上，并且所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点不重合，且所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点的距离为0.1-0.3cm，该结构不仅保留了感应电片振动或形变所需要的空间，同时将海洋声波通过开放壳体的碗状结构进行集中，将声波信号集中在感应电片的中心位置，可以更好地接收海洋声波并且产生电势变化，加大接收范围。

本发明进而提供了两种海洋声波分析设备，其中一种通过圆柱形结构的底座的两端设置凹槽，可监听两个相反方向的海洋声波，具有结构简单，监听便捷的特点；另一种通过圆球形结构的底座的两端设置凹槽，可监听前、后、左、右、上、下六个方向的海洋声波，具有结构简单，全方位监听海洋声波的特点。

应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例一的监听探头的结构示意图。

图3为实施例一的感应电片的结构示意图。

图4为实施例二的结构示意图。

图5为实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

实施例一

参考图1-3，一种海洋声波分析装置，包含：

开放壳体1，所述开放壳体设置监听探头放置槽；以及

监听探头2，设置于所述监听探头放置槽，所述监听探头2包含基座201，所述基座201通过焊接材料203固定有感应电片202，所述感应电片202为陶瓷材料均匀混合铽制成，固化后的所述焊接材料203在20-30℃下的形变弹性系数为480-520GPa，本实施例采用的弹性系数为500GPa，本发明的基座包含两根极脚。

匹配电路(未画出)，电性连接至所述感应电片202的正负极，用于读取所述感应电片202被海洋声波驱动产生的模拟信号，并将所述模拟信号转为数字信号后输出。本实施例采用的所述匹配电路包含依次电连接的放大电路、A/D转换电路、数据输出电路。其中，放大电路、A/D转换电路、数据输出电路均属于现有技术，在此不再详细阐述。

进一步地，所述开放壳体为碗状。在其他实施例中，开放壳体的形状也可以说圆柱状、立方形等其他形状，只需要其形状的一个面开放即可。

进一步地，所述感应电片202为与所述开放壳体1仿形设置的碗状，所述感应电片202的中心点与所述开放壳体1的中心点处于同一轴线上，并且所述感应电片202的中心点与所述开放壳体1的中心点不重合。在其他实施例中，感应电片202的形状可以是圆片状。并且，本实施例的感应电片202由同几何中心的外圈和内圈组成，分别为感应电片202的两个电极端。本实施例提供的感应电片202的两个电极端分别连接至基座的两根极脚，两根极脚进一步连接至所述匹配电路的输入端，具体地，两根极脚进一步连接至所述放大电路的输入端。

进一步地，所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点的距离为0.1-0.3cm。

进一步地，所述焊接材料以所述感应电片的中心等角度分布焊接于所述感应电片的边缘。

本实施例提供的开放壳体1和感应电片202均为碗状，可以有效将海洋中的声波接收并集中到感应电片202的中心位置，更好地获取海洋声波。

对本实施例提供的装置进行测试，利用波形发生器向海洋中发出某个频率的波形，同时距离波形发生器一定距离利用本装置接收该声波，声波经过本装置获取-放大-A/D转换-输出，再由相应的波形分析仪进行分析，参考下表，表1为本装置与波形发生器的距离的性能表，可知，在最远100海里的范围内，本装置能够接收到对应的声波。

本装置与波形发生器的距离(海里)	是否能接收到对应声波
		20	是
40	是
		60	是
80	是
		100	是
120	否

表1

实施例二

参考图4，一种海洋声波分析设备，包含底座4，所述底座设置若干凹槽401，每个所述凹槽设置实施例一所述的装置(未画出)。

进一步地，所述底座4为圆柱形结构，所述底座4在其上下两个底面设置所述凹槽401，所述凹槽401和所述开放壳体均为碗状，所述开放壳体设置于所述凹槽。

本实施例中，通过圆柱形结构的底座4的两端设置凹槽401，可监听两个相反方向的海洋声波，具有结构简单，监听便捷的特点。

实施例三

参考图5，一种海洋声波分析设备，包含底座4，所述底座设置若干凹槽401，每个所述凹槽401设置实施例一所述的装置(未画出)。

进一步地，所述底座4为圆球形结构，所述底座4在其圆面设置若干所述凹槽401，所述凹槽401和所述开放壳体均为碗状，所述开放壳体设置于所述凹槽401。所述凹槽401的数量为6个，分别设置于所述底座4的前、后、左、右、上、下。

本实施例中，通过圆球形结构的底座4的两端设置凹槽401，可监听前、后、左、右、上、下六个方向的海洋声波，具有结构简单，全方位监听海洋声波的特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种海洋声波分析装置，其特征在于：包含：

开放壳体，所述开放壳体为碗状，所述开放壳体设置监听探头放置槽；以及

监听探头，设置于所述监听探头放置槽，所述监听探头包含基座，所述基座通过焊接材料固定有感应电片，所述焊接材料焊接于所述感应电片的边缘和所述基座之间，所述感应电片悬挂于所述基座内，所述感应电片为陶瓷材料均匀混合铽制成，固化后的所述焊接材料在20-30℃下的形变弹性系数为480-520GPa，所述感应电片为与所述开放壳体仿形设置的碗状，所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点处于同一轴线上，并且所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点不重合，感应电片由同几何中心的外圈和内圈组成，分别为感应电片的两个电极端；以及

匹配电路，电性连接至所述感应电片的正负极，感应电片的两个电极端分别连接至基座的两根极脚，用于读取所述感应电片被海洋声波驱动产生的模拟信号，并将所述模拟信号转为数字信号后输出。

2.根据权利要求1所述的一种海洋声波分析装置，其特征在于：所述匹配电路包含依次电连接的放大电路、A/D转换电路、数据输出电路。

3.根据权利要求1所述的一种海洋声波分析装置，其特征在于：所述感应电片的中心点与所述开放壳体的中心点的距离为0.1-0.3cm。

4.根据权利要求1所述的一种海洋声波分析装置，其特征在于：所述焊接材料以所述感应电片的中心等角度分布焊接于所述感应电片的边缘。

5.一种海洋声波分析设备，其特征在于：包含底座，所述底座设置若干凹槽，每个所述凹槽设置如权利要求1所述的装置。

6.根据权利要求5所述的一种海洋声波分析设备，其特征在于：所述底座为圆柱形结构，所述底座在其上下两个底面设置所述凹槽，所述凹槽和所述开放壳体均为碗状，所述开放壳体设置于所述凹槽。

7.根据权利要求5所述的一种海洋声波分析设备，其特征在于：所述底座为圆球形结构，所述底座在其圆面设置若干所述凹槽，所述凹槽和所述开放壳体均为碗状，所述开放壳体设置于所述凹槽。

8.根据权利要求7所述的一种海洋声波分析设备，其特征在于：所述凹槽的数量为6个，分别设置于所述底座的前、后、左、右、上、下。

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