[发明专利]一种用于多普勒声纳测试的声学对接装置

说明书

技术领域

本发明涉及多普勒声纳测试的技术领域，尤其涉及一种用于多普勒声纳测试的对接装置。

背景技术

多普勒声纳是利用多普勒效应进行测速的声纳设备。常规阵多普勒声纳通常由一个发射机生成发射信号通过换能器向多个波束方向发射，使用多个通道分别接收回声，通过解算各通道回波信号中的多普勒频移获得多普勒声纳对水底或水层的相对速度达到测速目的。现已广泛应用于流速测量、导航等领域。

由于多普勒声纳的正常工作环境是在水中，因此通常情况下，需要通过航行实验中多普勒声纳与差分GPS数据比对的方法来对多普勒声纳的主要功能和性能进行考核。这种验证考核方法成本高，时间长，且易受海况、海深等外界环境因素的影响。而实验室中的测试主要是电子组件的测试，无法对整个多普勒声纳的工作性能进行判断。

通过耦合的方法，将声波转化为电信号进行处理的技术在医疗等领域有很多成熟的应用案例，借鉴耦合对接的方法，可以将多普勒声纳发射的声波转化为电信号进行处理，经过适当的信号处理后，再发送模拟回波信号，通过换能器转化为声波实现多普勒声纳发射声波的声传播仿真，借此来检验声纳工作性能。

2009年中国人民解放军海军工程大学的苑秉成等人提出了通过声纳测试系统的对接机构设计保证可靠声耦合的方法如下：（1）中国专利，CN101458331A，公开日2009年6月17日，苑秉成、陈喜、黄熊飞，一种多普勒声纳测试的声对接装置。上述方法的声对接装置在多普勒声纳每个换能器表面分别对接有一个发射换能器，其中一个换能器表面与一个发射换能器和一个接收换能器共同对接，通过耦合材料的选择和装置结构设计实现声耦合，用来完成多普勒声纳工作性能测试。

现有技术中，存在以下几个方面主要缺陷，一是使用一个接收换能器采集多普勒声纳某一个通道的发射信号，无法反映多普勒声纳所有发射通道的情况；二是结构上只能针对一种外形尺寸的多普勒换能器；三是多普勒的换能器耦合面的压紧力影响声学传导系数，原有结构不能度量压紧力大小，无法保证压紧后声学传导的一致性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷的用于多普勒声纳测试的声学对接装置。

本发明提供了一种用于多普勒声纳测试的声学对接装置，包括：支撑结构，用于支撑多普勒声纳；多个滑轨，其连接到所述支撑结构并且两两对称；与所述多个滑轨一一对应的多个对接结构，每个对接结构的一端安装有收发换能器，用于与多普勒声纳的换能器进行对接，每个对接结构的另一端被固定在滑块上，所述滑块可以在对应的滑轨上滑动和固定，每个对接结构与所述滑轨之间的角度是可调节的。

优选地，所述支撑结构的高度是可调整的。

优选地，所述支撑结构包括：电子机舱，所述电子机舱内有前置处理电路，所述收发换能器与所述前置处理电路电连接以传送电信号。

优选地，所述电子机舱上具有与所述前置处理电路电连接的调试接口和/或工作接口，所述调试接口用于对所述前置处理电路进行调试，所述工作接口用于将经过所述前置处理电路处理的信号传递出去或者从外界接收信号。

优选地，所述装置还包括：外圈，所述多个滑轨中的每个滑轨的一端被固定到所述电子机舱上，另一端被固定到所述外圈上。

优选地，所述对接结构还包括：换能器外壳、换能器底座，所述收发换能器被安装于所述换能器外壳内，所述换能器外壳以易拆卸的方式固定在所述换能器底座上。

优选地，所述对接结构还包括：俯仰连杆和滑动座，所述俯仰连杆的一端以易拆卸的方式固定到所述换能器底座上，另一端以可转动的方式固定在所述滑动座上，所述滑动座固定在所述滑块上。

优选地，所述对接结构还包括：弹簧，所述弹簧环绕在所述俯仰连杆上，所述弹簧通过其一端与所述换能器底座相连接将其张力传递给所述收发换能器。

优选地，所述支撑结构还包括：压力传感器，用于测试所述收发换能器与所述多普勒声纳的换能器之间的压力。

优选地，所述滑轨与所述滑块之间的固定是采用紧定螺钉、或丝杠滑轨、或齿轮齿条的形式实现的。

本发明通过采用滑轨结构和对接结构，实现了对各种尺寸和开交角度的多普勒声纳的统一测量；通过弹簧压紧对接换能器，实现了换能器阵面压力一致，保证了各通道声学传导的一致性；通过将前置处理电路封装在中心电子机舱内，降低了传输问题造成的不准确。