CN206921468U - 在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置 - Google Patents

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Abstract

在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置，涉及气泡帷幕。声波接收器通过测量声源经过降噪装置的处理后的声压衰减的程度，得出降噪的效果；鼓风机用于往管道进行注风，使管道形成气流，提供气泡形成的条件；起泡管用于生成具有显著降低声音分贝的气泡，具有调节气泡数量和直径大小的功能；密闭通风管具有可伸缩和引导气流进入起泡管的功能，气泡管上端口能与大气进行交流的部分；喷齿轮连带转动器，所述齿轮连带转动器用于控制喷气板上的圆孔与起泡管缝隙对应，实现调节气泡数量和直径大小的功能。技术简单、操作方便、成本低，且适用性强，对于不同频率的声波可采用置换相应的喷气板与之对应。多层的气泡帷幕叠加，使得降低声压效果十分显著。

Description

在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置
技术领域
本实用新型涉及气泡帷幕，尤其是涉及在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置。
背景技术
气泡帷幕的概念首先是由加拿大工业有限公司的Adolph工程师最先提出的，并在加拿大Ortario水电站的水下爆破施工中得以应用。1907年，在美国人Brasher首次发现气泡帷幕衰减波浪提出了气幕防波堤结构后，多国学者对气幕防波堤结构相关理论进行了研究。随后由于气泡帷幕对水下冲击波及地震效应有明显的衰减效果，前苏联、美国、日本、意大利、瑞典等多个国家广泛采用这种方式来保护鱼类、船舶和水下建筑物。
海洋资源的开采推动了水下作业发展，然而水下钻孔爆破和打桩等产生的噪声，对长江江豚等高度依赖听觉的齿鲸类水生动物、白海豚、斑海豹等部分珍稀水生哺乳动物可能产生着潜在的，恶劣而且深远的影响。由此可推测，水下打桩的噪声对水域内依赖听觉传递信息的生物都会有或多或少的影响。正是基于这一推测，越来越多的学者将研究的重心置于探究和解决水下噪声对海洋生物产生的影响上来。有学者提出，气泡帷幕用以防护水下爆破等作业的危害。而关于运用气幕发生器作为建造装置的研究也已有初步的理论成果，可惜的是依然没能投入实际运用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置。
本实用新型设有：
声波接收器，所述声波接收器通过测量声源经过降噪装置的处理后的声压衰减的程度，从而得出降噪的效果；
鼓风机，所述鼓风机用于往管道进行注风，使管道形成气流，提供气泡形成的条件；
起泡管，所述起泡管用于生成具有显著降低声音分贝的气泡，具有调节气泡数量和直径大小的功能；
密闭通风管，所述密闭通风管具有可伸缩和引导气流进入起泡管的功能，气泡管上端口能与大气进行交流的部分；
喷气板，所述喷气板上设有数排直径不同的圆孔，圆孔具有调节生成气泡直径大小；
齿轮连带转动器，所述齿轮连带转动器用于控制喷气板上的圆孔与起泡管缝隙对应，使之实现调节气泡数量和直径大小的功能。
所述鼓风机、起泡管、密闭通风管、喷气板和齿轮连带转动器组装成为一体，其中以起泡管围成矩形作为装置的底部；密闭通风管与起泡管相连，通风管的管口露于水面，鼓风机与管口相连；喷气板设在气泡管内部，气泡管位于管体缝隙之下并与缝隙紧贴无侧漏；齿轮连带转动器与喷气板一端连接，置于密闭通风管内，调节装置在露出水外的管壁上。
所述声波接收器独立于装置体。
本实用新型采用的技术简单、操作方便、成本低，且适用性强，对于不同频率的声波可采用置换相应的喷气板与之对应。多层的气泡帷幕叠加，使得降低声压效果十分显著。
附图说明
图1是本实用新型实施例的气流方向框和装置组装图。
图2是本实用新型实施例的起泡管结构示意图。
图3是本实用新型实施例的起泡管中的喷气板结构示意图。
图4是本实用新型实施例的转接通风管结构示意图。
图5是本实用新型实施例的密闭通风管结构示意图。
具体实施方式
以下将通过附图对本实用新型的实施方式进行进一步的说明。
参见图1～5，本实用新型实施例设有鼓风机11、密闭通风管12、起泡管13、转接通风管14，所述鼓风机11、密闭通风管12、起泡器13和转接通风管14依次组装成一体，起泡管13设有挡板21、喷气板22、凹齿23、齿轮轴24、起泡管管体25和链带26；喷气板22上设有喷气孔27。
所述喷气板22在挡板21的上面(可相对滑动)，凹齿23与喷气板22为一体，齿轮轴24一端与凹齿24相连，齿轮轴24另一端与链带26相连，挡板21、喷气板22、凹齿23和齿轮轴24设在管体25中，链带26在密闭通风管12中(可在水面调节喷气管)。
所述喷气板22上的气孔直径分别为：0.02cm、0.04cm、0.06cm。
所述喷气板22上的圆孔的直径大小可根据声源产生的噪声的频率来决定，如：在20kHz的声波下，f＝10000Hz，在20℃时,海水中的声速是1530m/s
在单位体积内，设半径越小，单位体积内所含的气泡越多，当气泡半径为1/n时，气泡数量为n^3。单位体积气泡数量与在单位体积内气泡半径如表1所示。
表1
拦截气泡半径a＜＜λ，设定远小于倍数为50倍，则设定半径为3.06*10^-3m＝3.06mm。
Krevelen&Hoftiger(1950)通过实验研究了毛细管中空气-水两相流中气泡的运动，提出了球状模型。他们假设球形的气泡在非黏性液体中运动，并忽略了相间传质的影响，在浮力与表面张力接近平衡的理论基础上，得到了气泡大小的预测公式：
式中，db是气泡的脱离直径，ρl和ρg分别是液相和气相的密度，D0是气孔直径，σ是与液体的表面胀力，g是重力加速度，θ是垂线与在孔上气泡表面的夹角(通常令cosθ等1)。
由表1的在20度海水和干燥空气条件的下圆孔的直径：D＝0.001738925m＝0.1738cm。
本实用新型主要用途是削弱海洋作业时产生的噪音对海洋生物的影响，这要求能在船上对装置进行操作；在作业的时候，起泡管部分置于水下使其产生起泡帷幕，密闭通风管露于水面上进行鼓风和调节喷气管的位置，通风管的长度可随意调节，可根据海洋作业的深度进行调整装置的位置。
本实用新型的需放置在噪声声源的四周，噪声声源在装置形成的起泡帷幕的中间位置。

Claims (2)

1.在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置，其特征在于设有：
声波接收器，所述声波接收器通过测量声源经过降噪装置的处理后的声压衰减的程度，从而得出降噪的效果；
鼓风机，所述鼓风机用于往管道进行注风，使管道形成气流，提供气泡形成的条件；
起泡管，所述起泡管用于生成具有显著降低声音分贝的气泡，具有调节气泡数量和直径大小的功能；
密闭通风管，所述密闭通风管具有可伸缩和引导气流进入起泡管的功能，气泡管上端口能与大气进行交流的部分；
喷气板，所述喷气板上设有数排直径不同的圆孔，圆孔具有调节生成气泡直径大小；
齿轮连带转动器，所述齿轮连带转动器用于控制喷气板上的圆孔与起泡管缝隙对应，实现调节气泡数量和直径大小的功能。
2.如权利要求1所述在水下用气泡帷幕阻挡声音传播的装置，其特征在于所述鼓风机、起泡管、密闭通风管、喷气板和齿轮连带转动器组装成为一体，其中以起泡管围成矩形作为装置的底部；密闭通风管与起泡管相连，通风管的管口露于水面，鼓风机与管口相连；喷气板设在气泡管内部，气泡管位于管体缝隙之下并与缝隙紧贴无侧漏；齿轮连带转动器与喷气板一端连接，置于密闭通风管内，调节装置在露出水外的管壁上。
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