[发明专利]海洋地震勘探的相干声源

权利要求书

1.一种用于产生时间-谐波波形的水下声音发射器，其包括：

多个活塞，它们由电磁力发生器致动，电磁力发生器具有包括定子、电枢、电线圈和永磁体的部件，其中所述多个活塞和所述电磁力发生器的部件被布置成产生关于水下声音发射器的几何中心的机械和磁对称，以消除当多个活塞被致动时发生的反应负载，其中所述定子具有第一磁极，而所述电枢具有第二磁极，由此在成对的第一磁极和第二磁极之间形成磁弹簧，其中，每对第一磁极和第二磁极都使用互补的锥形几何形状，以使得与所述磁极对相关联的一部分磁通量矢量垂直于与所述磁极对相关联的电枢的位移矢量，从而减小相应磁弹簧的恢复力。

2.根据权利要求1所述的水下声音发射器，其中，电磁力发生器取决于可变磁阻原理，并且利用由定位于定子内的电线圈和永磁体产生的AC和DC磁通量的叠加，以在电枢上产生与施加至电线圈的AC电流成线性关系的动态力。

3.根据权利要求1所述的水下声音发射器，其中，每个电枢具有到活塞的物理连接，活塞的尺寸确定为产生没有空穴的声波，其中所述物理连接包括由线性轴承支撑的轴。

4.根据权利要求1所述的水下声音发射器，还包括反馈控制器和在线自适应补偿滤波器，以减少与包括多个活塞中的一个和电枢中的一个的组件相关联的基频谐振的机械品质因数，匹配多个所述组件的响应，并且确保来自所述水下声音发射器的阵列的远场辐射信号等同于以相同源强度的相位操作的所有阵列元件的叠加。

5.根据权利要求1所述的水下声音发射器，还包括压力补偿系统，其利用由反馈控制系统调节的高压气体来平衡由于下潜在水中而导致的多个活塞上的静态负载，其中所述高压气体从定位于所述水下声音发射器附近的多个储罐供应，其中所述储罐包括在储罐耗尽之后从位于外部的源补充高压气体的装置。

6.根据权利要求1所述的水下声音发射器，还包括使用反馈控制系统来精细地调节包括多个活塞中的一个和电枢中的一个的组件的静态位置的装置，反馈控制系统将DC偏压施加到与AC驱动信号相同的电线圈。

7.根据权利要求1所述的水下声音发射器，其中，所述水下声音发射器容纳在定位于中性的浮力流体动力拖曳体的圆柱形壳体内，该拖曳体包括由反馈控制系统操作以调节下潜深度和滚动角度的控制表面。

8.根据权利要求1所述的水下声音发射器，其中，所述多个活塞使用平面、圆锥形和凸形的几何形状之中的一个或多个。

9.根据权利要求1所述的水下声音发射器，其中，所述电枢和所述定子包括由晶粒取向硅钢和钴钢的一种或多种制成的叠片，其中所述永磁体使用钕-铁-硼配方和钐-钴配方之中的一个或多个，并且其中所述电线圈使用具有圆形、正方形和矩形横截面之中的一个或多个的线。

10.一种用于产生时间谐波波形的水下声音发射器的阵列，其包括：

多个所述水下声音发射器，每个水下声音发射器包括：

多个活塞，它们由具有包括定子、电枢、电线圈和永磁体的部件的电磁力发生器致动，其中所述多个活塞和电磁力发生器的所述部件被布置成产生关于水下声音发射器的几何中心的机械和磁对称，以消除当多个活塞被致动时发生的反应负载，其中所述定子具有第一磁极，而所述电枢具有第二磁极，由此在成对的第一磁极和第二磁极之间形成磁弹簧，其中，每对第一磁极和第二磁极都使用互补的锥形几何形状，以使得与所述磁极对相关联的一部分磁通量矢量垂直于与所述磁极对相关联的电枢的位移矢量，从而减小相应磁弹簧的恢复力；以及

负载脐部，其将所述水下声音发射器连接到船舶，将电力和加压气体传输到水下声音发射器，并提供双工数据传输介质，以将命令从船舶传送到水下声音发射器并将机器状态报告给船舶。

11.根据权利要求10所述的水下声音发射器的阵列，其中，所述水下声音发射器各自由定位于船舶上的处理器进行远程控制，并且由定位于每个阵列元件内的处理器本地控制，所述处理器以主从布置进行操作。