CN112630757A - 一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，属于水听器检测技术领域。所述检测装置包括上盖、底座和声源腔；所述上盖和所述底座连接处通过若干个螺栓固定连接；所述声源腔内设置有声源，所述声源通过所述上盖的透声微孔与其内部连通；所述上盖上通过穿线孔穿过有标准水听器，所述标准水听器本体位于所述上盖的腔体内，导线部分穿过所述穿线孔与外部设备连接。该水听器阵列阵元一致性快速检测装置不受环境因素制约，在外场尤其是海上施工环境下，只需2人配合，搭建出简易的检测系统即可对水听器阵列内各阵元的幅度、相位一致性进行快速检测，及时获取阵元状态，为阵列施工提供技术保障。
Description
技术领域
本发明涉及水听器检测技术领域，特别涉及一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置。
背景技术
作为一种接收换能器，水听器可以将接收到的声信号转换为电信号输出，已广泛应用于水声通信、目标探测、识别以及海洋环境监测和海洋资源开发。大规模水听器组成阵列后，可实现水下声场信息的分布式采集。水听器成阵后，阵列的整体探测接收能力受各阵元的幅度、相位一致性影响较大，尤其在成阵过程中，阵元信号正负极接反是较为常见的误操作，将导致阵列整体性能严重下降。因此在阵列施工应用前各阶段，对各水听器阵元一致性的快速检测尤为重要。
水听器在成阵前应根据《GB4130 水听器低频校准方法》、《GB7965水声换能器测量》等标准要求进行性能测试，经选配后选择一致性较好的阵元用于成阵。成阵后的阵列线度尺寸通常达到数百米乃至几公里，应用低频校准的振动液柱法或驻波管法检测阵元的一致性显然不再合适，同时想要应用自由场校准技术在整个阵列长度上建立平面行波也是非常困难的，且代价昂贵。在水听器组阵、外场试验、施工入场、海上施工等各阶段，目前只能够通过对阵列上电后敲击阵元查看信号有无，很难判明阵元一致性状态究竟是否良好。因此需要一种检测装置，能够方便、快速地检测各阵元的幅度、相位等一致性，从而为阵列工程应用提供技术保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，以解决目前通过对阵列上电后敲击阵元查看信号有无，很难判明阵元一致性状态究竟是否良好的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，包括上盖、底座和声源腔；
所述上盖和所述底座连接处通过若干个螺栓固定连接；
所述声源腔内设置有声源，所述声源通过所述上盖的透声微孔与其内部连通；
所述上盖上通过穿线孔穿过有标准水听器，所述标准水听器本体位于所述上盖的腔体内，导线部分穿过所述穿线孔与外部设备连接。
可选的，所述声源腔外部罩有金属盒，所述金属盒正面与所述上盖密闭连接。
可选的，所述金属盒背面开有若干个导向孔。
可选的，所述金属盒侧壁开有导线孔，所述声源的导线穿过所述导线孔与外部电源连接。
可选的，所述所述上盖和所述底座的连接处通过密封条密闭连接。
可选的，所述上盖两侧固定连接有若干个把手。
可选的，所述底座两侧固定连接有若干个支脚。
可选的，所述上盖和所述底座的材质为金属，厚度为5mm。
在本发明中提供了一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，包括上盖、底座和声源腔；所述上盖和所述底座连接处通过若干个螺栓固定连接；所述声源腔内设置有声源，所述声源通过所述上盖的透声微孔与其内部连通；所述上盖上通过穿线孔穿过有标准水听器，所述标准水听器本体位于所述上盖的腔体内，导线部分穿过所述穿线孔与外部设备连接。该水听器阵列阵元一致性快速检测装置不受环境因素制约，在外场尤其是海上施工环境下，只需2人配合，搭建出简易的检测系统即可对水听器阵列内各阵元的幅度、相位一致性进行快速检测，及时获取阵元状态，为阵列施工提供技术保障。
附图说明
图1是本发明提供的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，如图1所示，包括上盖1、底座2和声源腔3；所述上盖1和所述底座2连接处通过若干个螺栓固定连接，所述上盖1和所述底座2的连接处通过密封条密闭连接形成空气耦合腔；所述声源腔3内设置有声源，所述声源通过所述上盖1的透声微孔与其内部连通；所述声源为普通音响喇叭，它的主要作用是将信号源的单频信号放大作用到空气耦合腔内，使所述空气耦合腔内产生均匀、大小一致的混响声场，便于阵元和标准水听器接收信号；所述上盖1上通过穿线孔穿过有标准水听器4，所述标准水听器4本体位于所述上盖1的腔体内，导线部分穿过所述穿线孔与外部设备连接，用于接收混响声场的声压，并将之转换为电信号，所述标准水听器4内置前放，便于保证长线传输的信号质量。
具体的，所述声源腔3外部罩有金属盒，所述金属盒正面与所述上盖1密闭连接，所述金属盒背面开有若干个导向孔，所述导向孔的作用是在所述声源工作过程中释放反向的声压，否则所述声源不能产生足够大的声压，如果对于进入到所述空气耦合腔的声压过小，则无法形成混响声场；所述金属盒侧壁开有导线孔，所述声源的导线穿过所述导线孔与外部电源连接。
具体的，所述上盖1两侧固定连接有若干个把手5，便于操作所述空气耦合腔的开合；所述底座2两侧固定连接有若干个支脚6，便于稳定安放在工作台面上。
具体的，所述上盖1和所述底座2的材质为金属，厚度为5mm；为了充分保证所述空气耦合腔的声压幅度和相位均匀，即由所述声源产生的声压与作用到所述标准水听器4和阵元上的声压近似相同，腔壁或边界都应是高声阻抗的，原则上声阻抗应无穷大，这样才能使空气声顺与无穷大的声阻抗耦合后不会发生变化。所以选择合适的管体材料，越刚性越好，金属相对于空气的ρc完全满足刚性壁的要求，选择一定厚度金属管就能满足刚性壁的要求，经过计算，该装置5mm的金属壁厚完全满足理论上要求的管壁声阻远远大于介质声阻的要求。
空气耦合混响声场的形成主要要求是：空气耦合装置的最大尺寸需要满足小于十分之一空气中的波长，例如在频率100Hz时，空气的声速是340m/s，则对应的波长是3.4米，该装置的最大尺寸小于波长的10倍，则为34厘米，远大于我们现在的装置尺寸，所以理论上该装置中的声压就基本是均匀的，并且与形状无关。
具体的，检测时，将检测装置合拢于阵列阵元位置，操作员调整函数发生器激励耦合腔上的所述声源，使所述声源发射20Hz至200Hz频段内任意单频连续正弦信号，并调节发射幅度，使所述空气耦合腔具有足够的信噪比；检测员观察示波器，比较阵元与标准水听器的接收信号，获取各阵元与标准水听器的幅度、相位一致性差异信息；逐个操作至获取所有阵元的一致性信息。利用本发明的检测装置，可以不受环境因素制约，在外场尤其是海上施工环境下，只需2人配合，搭建出简易的检测系统即可对水听器阵列内各阵元的幅度、相位一致性进行快速检测，及时获取阵元状态，为阵列施工提供技术保障。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (8)
1.一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，包括上盖（1）、底座（2）和声源腔（3）；
所述上盖（1）和所述底座（2）连接处通过若干个螺栓固定连接；
所述声源腔（3）内设置有声源，所述声源通过所述上盖（1）的透声微孔与其内部连通；
所述上盖（1）上通过穿线孔穿过有标准水听器（4），所述标准水听器（4）本体位于所述上盖（1）的腔体内，导线部分穿过所述穿线孔与外部设备连接。
2.如权利要求1所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述声源腔（3）外部罩有金属盒，所述金属盒正面与所述上盖（1）密闭连接。
3.如权利要求2所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述金属盒背面开有若干个导向孔。
4.如权利要求2所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述金属盒侧壁开有导线孔，所述声源的导线穿过所述导线孔与外部电源连接。
5.如权利要求1所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述所述上盖（1）和所述底座（2）的连接处通过密封条密闭连接。
6.如权利要求1所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述上盖（1）两侧固定连接有若干个把手（5）。
7.如权利要求1所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述底座（2）两侧固定连接有若干个支脚（6）。
8.如权利要求1所述的一种水听器阵列阵元一致性快速检测装置，其特征在于，所述上盖（1）和所述底座（2）的材质为金属，厚度为5mm。
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