CN202853734U - 一种振速传感器测量柔性悬挂支架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种柔性悬挂支架，主要用于声学测量领域中振速传感器的安装，属于声学测量夹具结构设计领域。该悬挂支架适合于安装一维振速传感器，在水中进行质点振速的测量。悬挂支架包含内部椭圆形支撑环、中间的圆形支撑环以及外部支撑连接杆三个支撑部分，各支撑结构之间采用柔性链接。悬挂支架具有良好的柔顺性和极轻的质量，存在很小的惯性力，能牢固地对振速传感器进行安装和固定，并能充分地隔绝外部构件振动对振速传感器的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性悬挂支架，属于声学测量领域，主要用于水下质点振速测量传感器的安装。
背景技术
对于大多数声学测量，需要通过悬挂和支持机构来保持测量传感器在水中的位置，同时又不期望悬挂机构对测量声场产生显著的影响。例如，如果将测量传感器固定在一个声学测量管中，如图1所示，当传感器对声波振动产生响应而运动时，或者当管壁有振动时，悬挂机构将会对传感器施加作用力。表征该类悬挂和支持机构的等效电路如图2所示，传感器相对于管壁的运动速度为vs，悬挂阻尼Rs和刚度Ks形成了一个回路，该回路表明悬挂机构产生的额外作用力将会被添加到电路中，在弹簧阻尼分支中的速度就是传感器速度和管壁速度之差(vc-vs)。悬挂机构的阻抗为Rs-jKs/ω。
因为测量频率范围处在内部质量弹簧系统的谐振频率之上(典型的为几赫兹到几十赫兹)，传感器阻抗Zz主要为jωmc。如果该阻抗远大于悬挂机构的阻抗，那么悬挂机构的影响将被忽略不计。因此，通过使悬挂机构的谐振频率远低于测量频带的低频端就可以实现上述目的。如果传感器接近零浮力，那么悬挂机构的刚度能够做得很小。
发明内容
本发明涉及一种柔性悬挂支架，主要用于安装水下质点振速测量传感器。该悬挂支架适合于一维振速传感器的安装。悬挂支架采用苯乙烯材料制作，具有良好的柔顺性；悬挂支架包含内部椭圆形支撑环、中间的圆形支撑环以及外部支撑连接杆三个支撑部分，连接杆长度可调，适用于不同尺寸的安装空间。各支撑部分之间的链接采用柔性链接，悬挂支架的基频谐振低于1Hz，远低于声学测量频率。悬挂支架具有良好的柔顺性和极轻的质量，存在很小的惯性力，安装后不仅牢固可靠，还可以隔绝外部构件振动对振速水听器的影响。悬挂支架材料密度低于水，具有极轻的质量，悬挂支架的拖曳力小于所安装的传感器惯性力的5‰，避免了拖曳力对振速水听器的影响。悬挂支架在中心轴方向上的投影面积仅为2cm2。
附图说明
图1声学测量管中传感器安装示意图；
图2悬挂和支持机构的等效电路图；
图3柔性悬挂支架结构图。
具体实施方式
振速传感器测量柔性悬挂机构由三个支撑部分组成，包括内部椭圆形支撑条(1)、中间圆形支撑环(2)以及外部支撑连接杆(3)。内部椭圆形支撑条(1)采用薄苯乙烯材料制作完成，长度为35cm，宽度为6cm，厚度为0.5cm，通过采用橡胶垫片来将其固定到传感器上。中间圆形支撑环(2)采用不锈钢金属材料制作，二端分别与椭圆形支撑条(1)和外部支撑连接杆(3)连接。
上述悬挂机构具有一定的结构强度，可固定直径35mm、长度81mm、重量75g的振速传感器，能保证将振速传感器固定到指定的测量位置，同时又能使振速传感器处于自由状态，保证测量结果的正确性。
采用该悬挂支架则悬挂支架在垂直于中心轴的平面上的投影面积小于传感器横截面的1/4，传感器的惯性力和悬挂支架的斯托克斯拖曳力在0.002Hz频率处相等。远大于该频率时，悬挂机构的拖曳就可以忽略。
Claims (4)
1.一种柔性悬挂支架，其特征在于：悬挂支架包含内部椭圆形支撑环、中间的圆形支撑环以及外部支撑连接杆三个支撑部分。连接杆长度可调，适用于不同尺寸的安装空间，各支撑部分之间的链接采用柔性链接，悬挂支架的基频谐振低于1Hz，远低于声学测量频率。
2.如权利要求1所述的悬挂支架，其特征在于：悬挂支架采用苯乙烯材料制作，具有良好的柔顺性，安装后不仅牢固可靠，还可以隔绝外部构件振动对振速水听器的影响。
3.如权利要求1所述的悬挂支架，其特征在于：悬挂支架材料密度低于水，具有极轻的质量，悬挂支架的拖曳力小于所安装的传感器惯性力的5‰，避免了拖曳力对振速水听器的影响。
4.如权利要求1所述的悬挂支架，其特征在于：悬挂支架在中心轴方向上的投影面积仅为2cm2。
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Cited By (2)
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| CN104422576A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 北京强度环境研究所 | 一种三爪六自由度振动台面 |
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| CN104422576B (zh) * | 2013-08-27 | 2017-02-22 | 北京强度环境研究所 | 一种三爪六自由度振动台面 |
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