CN116519125A - 水声测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了水声测量技术领域一种水声测量装置，主要用于气泡水插入损失测量。水声测量装置包括水槽、发射换能器、接收换能器、气泡发生器、隔板以及密封圈。本发明通过密封圈和水槽左、右两侧开槽将发射换能器和接收换能器以插入及共形的方式安装在水槽上。密封圈的尺寸可根据发射换能器、接收换能器的尺寸进行更换，适用性较强。本发明利用隔板将水槽划分为三个区域，隔板应是透声且隔气的，且特性阻抗与水相近，即对声波的传播没有影响。气泡发生器位于两隔板之间，气泡发生器产生的气泡仅存在于两隔板之间，即气泡不会影响到其他区域。气泡发生器以嵌入及共形的方式安装在水槽底部，也可根据需要更换气泡发生器。
Description
技术领域
本发明涉及水声测量技术领域，具体地，涉及一种水声测量装置。
背景技术
舰船在航行过程中，由于螺旋桨空化、海浪表面破碎、吃水线卷入空气等原因，会在船尾形成一条含有大量气泡的尾流。舰船尾流中的气泡对声波的传播具有较大的影响。因此，研究气泡水中的声传播特性具有一定的工程意义。
实船测试方法能准确测量实际情况下气泡的插入损失，也是最为有效的测试方法。实船测试方法一般在开阔湖、海域进行，直接将发射换能器、接收换能器丢入水中或采用安装支架将发射换能器、接收换能器固定在舰船两侧。如果直接将发射换能器、接收换能器丢入水中，发射换能器、接收换能器容易随风浪晃动。若采用安装支架将发射换能器、接收换能器固定在舰船两侧，当舰船航行速度过快时，易造成安装支架的断裂。因此，设计一种安全可靠且适用于气泡水插入损失的水声测量装置尤为重要。
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水声测量装置。
根据本发明提供的一种水声测量装置，包括水槽、发射换能器、接收换能器、气泡发生器、密封圈一、密封圈二、隔板一以及隔板二；
所述发射换能器通过所述密封圈一连接在所述水槽左壁上，所述接收换能器通过所述密封圈二连接在所述水槽右壁上，所述气泡发生器连接在所述水槽底部；
所述隔板一安装在所述气泡发生器的左侧，所述隔板二安装在所述气泡发生器右侧，所述水槽通过所述隔板一与所述隔板二划分为左、中、右三个区域设置。
一些实施方式中，所述水槽左壁上设置开槽一，所述开槽一宽度大于所述密封圈一外径设置，所述密封圈一嵌入在所述开槽一内；
所述水槽右壁上设置开槽二，所述开槽二宽度大于所述密封圈二外径设置，所述密封圈二嵌入在所述开槽二内。
一些实施方式中，所述发射换能器通过所述密封圈一嵌套在所述水槽左壁上所述开槽一内，且所述发射换能器与所述水槽左壁共形设置；
所述接收换能器通过所述密封圈二嵌套在所述水槽右壁上所述开槽二内，且所述接收换能器与所述水槽右壁共形设置。
一些实施方式中，所述气泡发生器嵌入在所述水槽底部，且所述气泡发生器与所述水槽底部共形设置。
一些实施方式中，所述隔板一与所述隔二均采用透声隔板。
一些实施方式中，所述隔板一与所述隔二均采用隔气隔板。
一些实施方式中，所述隔板一与所述隔二厚度均小于所述水声测量装置最高测量频率对应波长的1/4设置。
一些实施方式中，所述隔板一与所述隔二之间间距大于所述气泡发生器尺寸设置。
一些实施方式中，所述发射换能器与所述接收换能器位于同一水平线上设置。
一些实施方式中，所述发射换能器辐射面与所述接收换能器辐射面相对平行设置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过设置两侧隔板将气泡发生器产生的气泡阻挡并控制在一定的区域范围内，避免气泡逸出吸附在水槽两侧的换能器表面上从而影响测量结果；
同时本发明通过采用可替换密封圈的形式可以满足适应不同尺寸的换能器需求，结构简单，易于实现，安装方便，适用性强。
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为本发明水声测量装置的结构示意图。
附图标记：
水槽1 气泡发生器4
开槽一11 密封圈一5
开槽二12 密封圈二6
发射换能器2 隔板一7
接收换能器3 隔板二8
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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明水声测量装置包括水槽1、发射换能器2、接收换能器3、气泡发生器4、密封圈一5、密封圈二6、隔板一7以及隔板二8。
具体的，在本实施例中，水槽1左壁上设置开槽一11，开槽一11宽度大于密封圈一5的外径，使得密封圈一5能够嵌入开槽一11内，通过发射换能器2和密封圈一5紧密配合使得发射换能器2嵌套在水槽1左壁上不会脱落且具有防水密封性，密封圈一5可根据实际需求进行替换以适应不同尺寸的发射换能器2。
具体的，在本实施例中，水槽1右壁上设置开槽二12，开槽二12宽度大于密封圈二6的外径，使得密封圈二6能够嵌入开槽二12内，通过接收换能器3和密封圈二6紧密配合使得接收换能器3嵌套在水槽1右壁上不会脱落且具有防水密封性，密封圈二6可根据实际需求进行替换以适应不同尺寸的接收换能器3。
具体的，在本实施例中，发射换能器2和接收换能器3位于同一水平线上设置，且发射换能器2和接收换能器3辐射面相对平行设置。
具体的，在本实施例中，水槽1底部设有一凹槽，凹槽的高度与气泡发生器4的高度保持一致设置，气泡发生器4与水槽1共形设置。隔板一7和隔板二8厚度小于本水声测量装置最高测量频率对应波长的1/4，且隔板一7和隔板二8的特性阻抗应接近1×106瑞利，即特性阻抗与水相近，对声波的传播没有影响，即述隔板一7和隔板二8均为透声隔板。隔板一7和隔板二8同时也是隔气隔板，且隔板一7和隔板二8之间间距大于气泡发生器4的尺寸，以便控制气泡发生器4产生的气泡阻挡并控制在隔板一7和隔板二8之间区域内，防止气泡逸出吸附在换能器表面从而影响测量结果。
具体的，在本实施例中，本发明水声测量装置的使用步骤如下：
(1)将发射换能器2和密封圈一5安装在水槽1的开槽一11上；
(2)将接收换能器3和密封圈二6安装在水槽1的开槽二12上；
(3)气泡发生器4安装在水槽1底部；
(4)根据测量频率范围选择合适的信号长度，要求在所需测量频率范围内形成自由场；
(5)打开气泡发生器4，产生的气泡根据实际需要选择。待系统稳定后，开始测试工作。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
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化或修改，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)
1.一种水声测量装置，其特征在于，包括水槽(1)、发射换能器(2)、接收换能器(3)、气泡发生器(4)、密封圈一(5)、密封圈二(6)、隔板一(7)以及隔板二(8)；
所述发射换能器(2)通过所述密封圈一(5)连接在所述水槽(1)一侧壁上，所述接收换能器(3)通过所述密封圈二(6)连接在所述水槽(1)另一侧壁上，所述气泡发生器(4)连接在所述水槽(1)底部；
所述隔板一(7)安装在所述气泡发生器(4)的一侧，所述隔板二(8)安装在所述气泡发生器(4)另一侧，所述水槽(1)通过所述隔板一(7)与所述隔板二(8)划分为三个区域设置。
2.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述水槽(1)左壁上设置开槽一(11)，所述开槽一(11)宽度大于所述密封圈一(5)外径设置，所述密封圈一(5)嵌入在所述开槽一(11)内；
所述水槽(1)右壁上设置开槽二(12)，所述开槽二(12)宽度大于所述密封圈二(6)外径设置，所述密封圈二(6)嵌入在所述开槽二(12)内。
3.根据权利要求2所述的水声测量装置，其特征在于，所述发射换能器(2)通过所述密封圈一(5)嵌套在所述水槽(1)左壁上所述开槽一(11)内，且所述发射换能器(2)与所述水槽(1)左壁共形设置；
所述接收换能器(3)通过所述密封圈二(6)嵌套在所述水槽(1)右壁上所述开槽二(12)内，且所述接收换能器(3)与所述水槽(1)右壁共形设置。
4.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述气泡发生器(4)嵌入在所述水槽(1)底部，且所述气泡发生器(4)与所述水槽(1)底部共形设置。
5.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述隔板一(7)与所述隔二(8)均采用透声隔板。
6.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述隔板一(7)与所述隔二(8)均采用隔气隔板。
7.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述隔板一(7)与所述隔二(8)厚度均小于所述水声测量装置最高测量频率对应波长的1/4设置。
8.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述隔板一(7)与所述隔二(8)之间间距大于所述气泡发生器(4)尺寸设置。
9.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述发射换能器(2)与所述接收换能器(3)位于同一水平线上设置。
10.根据权利要求1所述的水声测量装置，其特征在于，所述发射换能器(2)辐射面与所述接收换能器(3)辐射面相对平行设置。
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