CN212032641U - 一种减少水池端面反射强度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种减少水池端面反射强度的装置，包括表面、侧面、底面和端面，表面位于水池上，底面位于水池下，侧面连接底面和表面，且侧面分别位于底面不相邻的两条侧边上，端面分别和表面、底面及两个侧面连接，所述端面呈楔形体结构。本实用新型装置，通过在端面设置特殊尺寸的楔形体结构，改变了声波的反射方向，增加了装置内的反射次数，有效减少了声波在端面反射回波信号的强度，增强了消声水池在端面的吸声性能，用于提高了单波束测深仪精度检测的准确性；采用可拆卸的分体组装模式节省了建造成本和难度，实现在现有吸声材料的基础上利用结构进一步提高声波的吸收率，在水池环境条件下测量领域具有广泛的适用性。

Description

一种减少水池端面反射强度的装置

技术领域

本实用新型涉及实验用水池吸声技术领域，具体说，本实用新型具体涉及一种消声水池的消声结构技术领域。

背景技术

消声水池的作用类似于消声室，在实验室创建自由声场，模拟海洋环境，进行水声仪器的测定、校正以及测试试验，是研究与发展水声科学以及生产水声测试仪器必不可少的设备。池体一般采用直壁式钢筋混凝土结构，消声单元体通常采用橡胶等吸声材料制备成的尖劈或圆锥状渐变式吸声结构,单元体等间隔排列在水池六个面上,声波入射到这类材料斜表面时，一部分声波会发生反射，之后重新入射到对面的吸声材料表面，循环往复，可以有效地吸收声波，达到消除反射声，模拟海洋环境的效果。其中，高频橡胶吸声尖劈在60kHz～1MHz范围内的平均反射因数小于0.15。换算得尖劈在频段内平均吸声系数在99％以上。

但是现有的消声水池结构均采用六个平面粘贴吸声尖劈或圆锥的方式，对使用指向性换能器的仪器检测校准过程中由于发射波束角较小、能量比较集中，导致位于仪器声信号传播方向的吸声尖劈上的反射信号较强，吸声效果不足，为了进一步增加声波的吸收，提出了本实用新型的结构设计减少回波。

实用新型内容

针对现有技术中消声水池的吸声性能的限制，提高对使用指向性换能器仪器回波的进一步增加声波的吸收技术问题，本实用新型提供了一种减少水池端面反射强度的装置，通过在端面设置特殊尺寸的楔形体结构，改变了声波的反射方向，增加了装置内的反射次数，有效减少了声波反射回波的信号强度，增强了消声水池的端面吸声性能，也提高了指向性换能器仪器精度检测的准确性；采用可拆卸的分体组装模式节省了建造成本和难度，在实现指向性换能器仪器精度检校等领域具有广泛的适用性。

本实用新型提供的一种减少水池端面反射强度的装置，端面采用特殊尺寸的楔形体结构，改变声波的反射方向，增加了装置内的反射次数，其中声波每增加一次反射就会就会损失其能量的99％左右，从而有效减少了声波反射回波信号强度。

本实用新型中，端面楔形体结构由两个梯形面和两个三角形面组成。

本实用新型中，端面楔形体结构由两个梯形面和两个三角形面组成，梯形面和水平面的倾角为30°，此时装置吸声性能与结构最优，角度大于30°都能够增加反射次数，但是结构庞大，成本较高。

本实用新型中，底面上层设有消声材料层，底面下面设有方钢框架，方钢框架下设有混凝土；侧面内侧设有消声材料层，侧面外侧设有方钢框架，方钢框架远离消声材料层的一侧设有混凝土。

本实用新型中，表面位于水池上部，底面位于水池下部，侧面连接底面和表面，且侧面分别位于底面不相邻的两条侧边上，端面分别和表面、底面及两个侧面连接，端面远离水池的一侧设有侧板，侧板外侧为混凝土，混凝土内侧为方钢框架。

本实用新型中，每个梯形面、每个三角形面都为两块拼接而成，每个梯形面、每个三角形面中间均采用铰链连接。

本实用新型中，表面下面设有消声材料层，表面上面设有塑料板。

本实用新型中，表面、侧面、底面和端面内侧均设有吸声尖劈或者圆锥结构作为消声材料层。

本实用新型的有益效果:

本实用新型提供的一种减少水池端面反射强度的装置，通过在端面设置特殊尺寸的楔形体结构，改变了声波的反射方向，增加了装置内的反射次数，有效减少了声波反射回波信号强度，增强了消声水池端面的吸声性能，也提高了指向性换能器仪器精度检测的准确性(吸声效率达到99.9％以上，高频(≥20kHz)情况下几乎完全吸收)；采用可拆卸的分体组装模式节省了建造成本和难度，在实现单波束测深仪精度检校等领域具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型剖视结构示意图一。

图2为本实用新型侧面和底面断面结构示意图。

图3为本实用新型吸声尖劈结构示意图。

图4为本实用新型圆锥结构消声材料结构示意图。

图5为本实用新型端面展开结构示意图。

图6为本实用新型剖视结构示意图二。

图7为普通端面声波反射示意图。

图8为本实用新型楔形体结构端面声波反射示意图

图1-8中，1-表面、2-侧面、3-底面、4-端面、5-消声材料层、6-混凝土、7-方钢框架、8-梯形面、9-三角形面、10-铰链、11-侧板。

具体实施方式

下面结合附图1-8和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，但本实用新型的方法不限于下述实施例。

在本实用新型中，为了便于描述，对本实用新型中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。

本实用新型中所用到的消声材料层5、钢板6、方钢框架7、塑料板等都通过市场途径采购或者定制。

本实用新型所待检的单波束测深仪声波频率(200kHz)，选择消声材料层5的声学性能指标为频率≥20KHz，平均吸声系数：≥99％。所用消声材料层5为吸声尖劈，规格250*250*50mm。建造的装置长5米、宽6.5米、深5米，消声材料层覆盖于水池消声区域的5个面，分别是水池表面1、底面3、两侧面2和一端面，所述端面4用于吸收水中的声波，减少声波在水池中的反射对检测信号的干扰，使消声水池满足测试条件。

本实用新型提供的一种减少水池端面反射强度的装置，端面4采用特殊尺寸的楔形体结构，改变声波的反射方向，增加了装置内的反射次数，其中声波每增加一次反射就会就会损失其能量的99％左右，从而有效减少了声波反射回单波束测深仪的信号强度

本实用新型中，端面4楔形体结构由两个梯形面和两个三角形面组成。

本实用新型中，端面4梯形面和水平面的倾角为30°，此时装置吸声性能最优。

本实用新型中，底面3上层设有消声材料层5，底面3下面设有方钢框架7，方钢框架7下设有混凝土6；侧面2内侧设有消声材料层5，侧面2外侧设有方钢框架7，方钢框架7远离消声材料层5的一侧设有混凝土6。

本实用新型中，表面1位于水池上部，底面3位于水池下部，侧面2连接底面3和表面1，且侧面2分别位于底面3不相邻的两条侧边上，端面4分别和表面1、底面3及两个侧面2连接，端面4远离水池的一侧设有侧板11，侧板11外侧为混凝土6，混凝土6内侧为方钢框架7。

本实用新型中，每个梯形面8、每个三角形面9都为两块拼接而成，每个梯形面8、每个三角形面9中间均采用铰链10连接。

本实用新型中，表面1下面设有消声材料层5，表面1上面设有塑料板。

本实用新型中，表面1、侧面2、底面3和端面4内侧均设有吸声尖劈或者圆锥结构作为消声材料层5。

在建造本实用新型消声水池时，端面4设置在声波传播方向，在水池底打混凝土6，混凝土6上安装方钢框架7，方钢框架7上面粘贴消声材料层5，侧面2的方钢框架7和底面3的方钢框架7焊接在一起，方钢框架7一侧和混凝土6固定连接，方钢框架7内侧表面粘贴消声材料层5，所述的底面3消声材料层5由10块0.5m*6.3m的吸声尖劈拼接，每个侧面由10块0.5m*5m的吸声尖劈拼接；在侧面2上面卡接塑料板，塑料板下粘贴10块0.5m*0.5m的吸声尖劈拼接；端面4的呈楔形体结构,与水平面角度为30°，后端6.4m*5m，高1.2m，先在侧面2和底面3的方钢框架7之间焊接方钢框架7，再在方钢框架7上固定消声材料层5，消声材料层5中2块梯形：上底0.5m，下底5m，高2.6m；2块三角形：下底6.4m，高2.6m，侧板11的方钢框架7和断面的方钢框架7焊接，侧板11的方钢框架7固定在混凝土6上。

在适用本实用新型减少水池端面反射强度的装置实现单波束测深仪精度检校时，将本实用新型建造在水槽中，与端面4相对的一侧放置待测单波束测深仪，待测单波束测深仪等声波发射到端面4后被改变角度反射，有效减少了声波反射回单波束测深仪的信号强度，增强了消声水池的吸声性能。本实用新型所提供的装置也可以应用在其他需要消声水池的实验环境中，同样具有优良的消声性能。

如上所述，即可较好地实现本实用新型，上述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种减少水池端面反射强度的装置，包括表面、侧面、底面和端面，其特征在于，所述端面呈楔形体结构。

2.如权利要求1所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，所述端面楔形体结构由两个梯形面和两个三角形面组成。

3.如权利要求2所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，所述梯形面和水平面的倾角为30°。

4.如权利要求1所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，底面上层设有消声材料层，底面下面设有方钢框架，方钢框架下设有混凝土；侧面内侧设有消声材料层，侧面外侧设有方钢框架，方钢框架远离消声材料层的一侧设有混凝土。

5.如权利要求1所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，所述表面位于水池上部，底面位于水池下部，侧面连接底面和表面，且侧面分别位于底面不相邻的两条侧边上，端面分别和表面、底面及两个侧面连接，端面远离水池的一侧设有侧板，侧板外侧为混凝土，混凝土内侧为方钢框架。

6.如权利要求2所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，所述每个梯形面、每个三角形面都为两块拼接而成，每个梯形面、每个三角形面中间均采用铰链连接。

7.如权利要求5所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，所述表面下面设有消声材料层，表面上面设有塑料板。

8.如权利要求5所述的减少水池端面反射强度的装置，其特征在于，所述表面、侧面、底面和端面内侧均设有吸声尖劈或者圆锥结构作为消声材料层。

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