CN209199369U - 一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于声学领域，具体涉及了一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置。本实用新型所提及的实验装置用于在实验室中模拟测量水下物体的声学目标强度，主要用于教学使用，将一些高端技术所需要的设备简易化。一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，包括水箱和电源模块，还包括：水箱盖，与水箱卡接；控制计算机，与电源模块电连接；水声发射系统，与控制计算机电连接；水声接收系统，与控制计算机电连接；固定装置，与水箱盖套接；测距直尺，与水箱焊接，位于水箱盖外面；吸声材料，与水箱内壁、水箱盖和固定装置粘结；水声接收系统包括：球形水听器，与固定装置拧接；测量放大器，与球形水听器电连接，与控制计算机电连接。
Description
技术领域
本实用新型属于声学领域，具体涉及了一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置。
背景技术
一个目标的准确目标强度值对探测系统的设计、目标探测、识别、跟踪具有十分重要的意义。很多目标的特性可以通过目标强度来获取。研究目标反射强度随着方位角变化的规律具有很高的意义。对于自导系统的设计来说，了解最小反射强度的意义是，在最不利条件下有一定的作用距离。目标隐形技术处理的效果也需要利用目标在处理前后目标强度的变化来检验。目标强度的测量是入射声波与目标相互作用而产生的，由于水下测量的复杂性，目标强度容易受到测量信号频率，入射声波的方向，目标的形状、大小、结构、反射特性，声纳脉冲宽度，目标的姿态，声源与目标的相对位置，水下混响，温度，海底和海面反射，以及各种测量误差等因素的影响。经过多年的研究，人们发现即使针对同一个目标，在不同的时刻测得的差异也很大，即使在同一时刻，由不同的人员操作所测得的结果也很悬殊，起伏多达十几个dB。
实用新型内容
本实用新型所提及的实验装置用于在实验室中模拟测量水下物体的声学目标强度，主要用于教学使用，将一些高端技术所需要的设备简易化。
实现上述目标所采用的方案是，一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，包括水箱和电源模块，还包括：水箱盖，与水箱卡接；控制计算机，与电源模块电连接；水声发射系统，与控制计算机电连接；水声接收系统，与控制计算机电连接；固定装置，与水箱盖套接；测距直尺，与水箱焊接，位于水箱盖外面；吸声材料，与水箱内壁、水箱盖和固定装置粘结；水声接收系统包括：球形水听器，与固定装置拧接；测量放大器，与球形水听器电连接，与控制计算机电连接；示波器，与测量放大器电连接。
作为优选，所述的水声发射系统包括：功率放大器，与控制计算机电连接；信号发生器，与功率放大器电连接；换能器，与信号发生器电连接，与固定装置拧接。
作为优选，所述的固定装置包括：水声发射固定柱，与水声发射系统拧接；水声接收固定柱，与水声接收系统拧接，位于水声发生固定柱前方；被测物悬挂固定柱，与被测物卡接，位于水声接收固定柱前方。
作为优选，所述的被测物悬挂固定柱底部为勺状。
作为优选，所述的水声发射固定柱与水声接收固定柱之间的距离设为L1，水声接收固定柱和被测物体悬挂固定柱的距离设为L2，则水下待测物体的目前强度为TS；所以TS的计算公式如下：。
本实用新型的有益效果：（1）使用的材料，结构较为简单，可以作为教具使用；（2）操作简单方便，有利于学生进行操作；（3）在水箱内部包括固定装置上都粘有吸声材料，可以减少水箱周围壁面对声波的反射和散射效应，提升实验的准确性（4）采用球形水听器是为了可以使得水听器更加方便的接收各个方面的声音（5）将被测物固定柱底部设置为勺状是为了可以更好的固定被测物，同时也利于更换固定物，而且也不会对测量结果造成影响。
附图说明
图1：一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置示意图
图中:1、功率放大器，2、信号发生器，3、控制计算机，4、示波器，5、测量放大器，6、水声发射固定柱，7、换能器，8、水声接收固定柱，9、球形水听器，10、水箱盖，11、被测物固定柱，12、测距直尺，13、吸声材料。
具体实施方式
实施例
一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，包括水箱和电源模块，还包括：水箱盖10，与水箱卡接；控制计算机3，与电源模块电连接；水声发射系统，与控制计算机3电连接；水声接收系统，与控制计算机3电连接；固定装置，与水箱盖10套接；测距直尺12，与水箱焊接，位于水箱盖10外面；吸声材料13，与水箱内壁、水箱盖10和固定装置粘结；水声接收系统包括：球形水听器9，与固定装置拧接；测量放大器5，与球形水听器9电连接，与控制计算机3电连接；示波器4，与测量放大器5电连接。
所述的水声发射系统包括：功率放大器1，与控制计算机3电连接；信号发生器2，与功率放大器1电连接；换能器7，与信号发生器2电连接，与固定装置拧接。
所述的固定装置包括：水声发射固定柱6，与水声发射系统拧接；水声接收固定柱8，与水声接收系统拧接，位于水声发生固定柱前方；被测物悬挂固定柱，与被测物卡接，位于水声接收固定柱8前方。
所述的被测物悬挂固定柱底部为勺状。
所述的水声发射固定柱6与水声接收固定柱8之间的距离设为L1，水声接收固定柱8和被测物体悬挂固定柱的距离设为L2，则水下待测物体的目前强度为TS；所以TS的计算公式如下：。
本实用新型使用的材料，结构较为简单，可以作为教具使用；操作简单方便，有利于学生进行操作；在水箱内部包括固定装置上都粘有吸声材料13，可以减少水箱周围壁面对声波的反射和散射效应，提升实验的准确性，采用球形水听器9是为了可以使得水听器更加方便的接收各个方面的声音，将被测物固定柱11底部设置为勺状是为了可以更好的固定被测物，同时也利于更换固定物，而且也不会对测量结果造成影响。
水声收发过程：水声系统包括发射系统和测量系统，发射系统由发射声换能器7、功率放大器1、信号发生器2构成，测量系统由控制计算机3、水听器、测量放大器5等构成。由信号发射器设定整个系统的水声信号发射，通过功率放大器1放大后由发射换能器7发出，声波由换能器7水平发射，在水箱的水中传播。在水箱的另一端安装有固定装置，将待测的目标固定于装置下方，当声波遇到待测目标时，部分声波被反射回声源方向。
在发射换能器7外的一定距离处（满足远场要求）固定球水听器，接收测量当前经过该点的声信号的幅值，在声波由发射换能器7第一次经过球形水听器9时，水听器测得的声压P1作为发射声压，经过一段时间后，目标回波再次经过球形水听器9所在位置，此时水听器测得的声压P2作为反射声压。
用测距直尺12测量发射换能器7与球形水听器9之间距离L1，球形水听器9与目标之间的距离L2，则水下待测物体的目标强度为：
。
Claims (4)
1.一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，包括水箱和电源模块，其特征在于，还包括：
水箱盖，与水箱卡接；
控制计算机，与电源模块电连接；
水声发射系统，与控制计算机电连接；
水声接收系统，与控制计算机电连接；
固定装置，与水箱盖套接；
测距直尺，与水箱焊接，位于水箱盖外面；
吸声材料，与水箱内壁、水箱盖和固定装置粘结；
水声接收系统包括：
球形水听器，与固定装置拧接；
测量放大器，与球形水听器电连接，与控制计算机电连接；
示波器，与测量放大器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，其特征在于，所述的水声发射系统包括：
功率放大器，与控制计算机电连接；
信号发生器，与功率放大器电连接；
换能器，与信号发生器电连接，与固定装置拧接。
3.根据权利要求2所述的一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，其特征在于，所述的固定装置包括：
水声发射固定柱，与水声发射系统拧接；
水声接收固定柱，与水声接收系统拧接，位于水声发生固定柱前方；
被测物固定柱，与被测物卡接，位于水声接收固定柱前方。
4.根据权利要求3所述的一种水下物体声学目标强度测量实验模拟教学装置，其特征在于，所述的被测物固定柱底部为勺状。
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