CN215865478U - 高频高声强声场测试水听器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高频高声强声场测试水听器，包括声介质杆，所述声介质杆的上端设置有弹性垫圈一，所述声介质杆的下端设置有弹性垫圈二，弹性垫圈一与弹性垫圈二的表面均固定连接有水听器上壳，水听器上壳的底部固定连接有水听器下壳。本实用新型通过设置声介质杆，以灵敏面和声电转换的杆式变幅设计，将传统声场提高至MHz、Mp级别的声场精度测试改进型水听器，通过设置弹性垫圈一与弹性垫圈二，使声介质杆与水听器上壳之间支持为纵向自由度非阻尼型支撑，保证声介质杆的机械振动波失真、损耗少，通过设置水听器上壳与水听器下壳，配合声介质杆以及声电结构中有效灵敏面位置以外的全吸收方法，最大限度的保证原水声场的畸变。

Description

高频高声强声场测试水听器

技术领域

本实用新型涉及声场测试水听器技术领域，具体为高频高声强声场测试水听器。

背景技术

将声信号转换成电信号的换能器，用来接收水中的声信号，称为接收换能器，也常称为水听器，水听器广泛用于水中通信、探洲、目标定位、跟踪等，是声纳的重要部件，水下的探测、识别、通信，以及海洋环境监测和海洋资源的开发，都离不开水声换能器。

目前的高频高强声场分布测试的困难之处在于，水听器的接收装置横向尺寸，与高频声波的等效半径相比拟的压电陶瓷片，接收换能器工程上的不易实现，此外高声强在小面积压电片上的动态线性已接近饱和区。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供高频高声强声场测试水听器，具备全声场测量的优点，解决了目前的高频高强声场分布测试的困难之处在于，水听器的接收装置横向尺寸，与高频声波的等效半径相比拟的压电陶瓷片，接收换能器工程上的不易实现，此外高声强在小面积压电片上的动态线性已接近饱和区的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：高频高声强声场测试水听器，包括声介质杆，所述声介质杆的上端设置有弹性垫圈一，所述声介质杆的下端设置有弹性垫圈二，所述弹性垫圈一与弹性垫圈二的表面均固定连接有水听器上壳，所述水听器上壳的底部固定连接有水听器下壳，所述声介质杆的底部且位于水听器上壳的内腔设置有压电换能片，所述压电换能片远离水听器上壳的一端贯穿水听器下壳并延伸至水听器下壳的外部，所述水听器上壳的顶部设置有密封胶，且密封胶位于弹性垫圈一的正上方。

优选的，所述声介质杆的顶部为刚性变幅杆。

优选的，所述声介质杆为倒渐变幅杆。

优选的，所述水听器上壳的外壳形状为倒置的上细下粗外形。

优选的，所述声介质杆与水听器上壳和水听器下壳组成吸声房。

优选的，所述声介质杆的长度为62.8mm，所述声介质杆底部的直径为 12mm，所述声介质杆顶部的直径为1.2mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过设置声介质杆，以灵敏面和声电转换的杆式变幅设计，将传统声场提高至MHz、Mp级别的声场精度测试改进型水听器，通过设置弹性垫圈一与弹性垫圈二，使声介质杆与水听器上壳之间支持为纵向自由度非阻尼型支撑，保证声介质杆的机械振动波失真、损耗少，通过设置水听器上壳与水听器下壳，配合声介质杆以及声电结构中有效灵敏面位置以外的全吸收方法，最大限度的保证原水声场的畸变，通过设置压电换能片，可把以上准线性变化以后的声波的声压变成电信号，通过设置密封胶，增加了设备的密封性，以此解决了目前的高频高强声场分布测试的困难之处在于，水听器的接收装置横向尺寸，与高频声波的等效半径相比拟的压电陶瓷片，接收换能器工程上的不易实现，此外高声强在小面积压电片上的动态线性已接近饱和区的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型声介质杆的结构示意图。

图中：1、声介质杆；2、弹性垫圈一；3、弹性垫圈二；4、水听器上壳； 5、水听器下壳；6、压电换能片；7、密封胶。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的声介质杆1、弹性垫圈一2、弹性垫圈二3、水听器上壳4、水听器下壳5、压电换能片6和密封胶7部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

请参阅图1-2，高频高声强声场测试水听器，包括声介质杆1，声介质杆 1的上端设置有弹性垫圈一2，声介质杆1的下端设置有弹性垫圈二3，弹性垫圈一2与弹性垫圈二3的表面均固定连接有水听器上壳4，水听器上壳4的底部固定连接有水听器下壳5，声介质杆1的底部且位于水听器上壳4的内腔设置有压电换能片6，压电换能片6远离水听器上壳4的一端贯穿水听器下壳 5并延伸至水听器下壳5的外部，水听器上壳4的顶部设置有密封胶7，且密封胶7位于弹性垫圈一2的正上方，通过设置声介质杆1，以灵敏面和声电转换的杆式变幅设计，将传统声场提高至MHz、Mp级别的声场精度测试改进型水听器，通过设置弹性垫圈一2与弹性垫圈二3，使声介质杆1与水听器上壳 4之间支持为纵向自由度非阻尼型支撑，保证声介质杆1的机械振动波失真、损耗少，通过设置水听器上壳4与水听器下壳5，配合声介质杆1以及声电结构中有效灵敏面位置以外的全吸收方法，最大限度的保证原水声场的畸变，通过设置压电换能片6，可把以上准线性变化以后的声波的声压变成电信号，通过设置密封胶7，增加了设备的密封性，以此解决了目前的高频高强声场分布测试的困难之处在于，水听器的接收装置横向尺寸，与高频声波的等效半径相比拟的压电陶瓷片，接收换能器工程上的不易实现，此外高声强在小面积压电片上的动态线性已接近饱和区的问题。

具体的，声介质杆1的顶部为刚性变幅杆，通过设置声介质杆1的顶部为刚性变幅杆，从而约束了声介质杆1的物理尺寸与超声工作波长相比拟。

具体的，声介质杆1的外形为倒渐变幅杆，通过设置声介质杆1的外形为倒渐变幅杆，从而使变幅杆底面的超声机械波仍然保持原来的机械振动形式，仅相对幅度因横向面积扩展而声强减弱，但仍为线性变化。

具体的，水听器上壳4的外壳形状为倒置的上细下粗外形，通过设置水听器上壳4的外形为倒置的上细下粗外形，便于设备配合压电换能片6解决敏感孔径截面和高声压动态线性要求。

具体的，声介质杆1与水听器上壳4和水听器下壳5组成吸声房，通过设置声介质杆1与水听器上壳4和水听器下壳5组成的吸声房，使其工作时从换能器入射其外表面的声波被吸收后不再反射，从而减少引起原水声场的分布畸变。

具体的，声介质杆1的长度为62.8mm，声介质杆1底部的直径为12mm，声介质杆1顶部的直径为1.2mm，通过设置声介质杆1的尺寸，便于对声场的小空间范围声场能量进行实时接收，且真实反映其瞬态过程。

使用时，将设备放入测试环境中，本水听器凭借声介质杆1、水听器上壳 4、水听器下壳5与压电换能片6的配合可使用于高频会聚焦域分布特殊大动态声压变化的水声场测试，并能测得其三维声场分布，同时在弹性垫圈一2 与弹性垫圈二3的作用下，保证了介质杆的机械振动波失真、损耗少，从而使介质杆传播有效声能的低噪声接收方向图绘制，解决了宽角度响应的难题，由于采用大动态线性的水听器可在水声场中测得-26dB～-30dB的场分布，且目前技术已能够测得全声场的总声功率，因此通过水听器相对测量场分布的数字处理，可获得一定精度来标定改水听器的声压灵敏度，以此解决了目前的高频高强声场分布测试的困难之处在于，水听器的接收装置横向尺寸，与高频声波的等效半径相比拟的压电陶瓷片，接收换能器工程上的不易实现，此外高声强在小面积压电片上的动态线性已接近饱和区的问题。

本申请文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本申请文主要用来保护机械装置，所以本申请文不再详细解释控制方式和电路连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.高频高声强声场测试水听器，包括声介质杆(1)，其特征在于：所述声介质杆(1)的上端设置有弹性垫圈一(2)，所述声介质杆(1)的下端设置有弹性垫圈二(3)，所述弹性垫圈一(2)与弹性垫圈二(3)的表面均固定连接有水听器上壳(4)，所述水听器上壳(4)的底部固定连接有水听器下壳(5)，所述声介质杆(1)的底部且位于水听器上壳(4)的内腔设置有压电换能片(6)，所述压电换能片(6)远离水听器上壳(4)的一端贯穿水听器下壳(5)并延伸至水听器下壳(5)的外部，所述水听器上壳(4)的顶部设置有密封胶(7)，且密封胶(7)位于弹性垫圈一(2)的正上方。

2.根据权利要求1所述的高频高声强声场测试水听器，其特征在于：所述声介质杆(1)的顶部为刚性变幅杆。

3.根据权利要求1所述的高频高声强声场测试水听器，其特征在于：所述声介质杆(1)为倒渐变幅杆。

4.根据权利要求1所述的高频高声强声场测试水听器，其特征在于：所述水听器上壳(4)的外壳形状为倒置的上细下粗外形。

5.根据权利要求1所述的高频高声强声场测试水听器，其特征在于：所述声介质杆(1)与水听器上壳(4)和水听器下壳(5)组成吸声房。

6.根据权利要求1所述的高频高声强声场测试水听器，其特征在于：所述声介质杆(1)的长度为62.8mm，所述声介质杆(1)底部的直径为12mm，所述声介质杆(1)顶部的直径为1.2mm。

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