[实用新型]一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器

说明书

技术领域

本实用新型涉及矢量水听器技术领域，更具体地说是一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器。

背景技术

矢量水听器由声压水听器与质点振速水听器组合而成，可同步共点测量水下声场某点处的声压信息与质点振动矢量信息。与传统的声压水听器基阵相比，矢量水听器有以下优势：(1)重量更轻、尺寸更小(2)单个矢量水听器即可独立探测低频噪声目标；(3)可克服水平拖曳阵对舰船左右舷辨识困难的问题；(4)解决探测低频噪声目标、检测海洋噪声过程中，由声压水听器引起的大孔径问题。根据工作原理的不同，矢量水听器可分为压差式和同振式，其中，同振式矢量水听器可直接测量声场中的质点振速，本身不产生明显的声场畸变，且性能参数稳定，已被广泛用于声纳浮标系统、拖曳阵低噪声测量等领域。

同振矢量水听器设计与使用过程中，一个最基本的要求是要保证水听器在声波作用下能够自由运动。工程应用中，同振式矢量水听器通常都是通过弹性元件悬挂安装于大质量框架之上来保证其时间和空间的平均位置，如说明书附图1。虽然框体结构的存在，能够隔离(或减小)安装平台的扰动，保证水听器的测量精度，但是也使得水听器的几何尺寸大大增加。对于大尺寸工作平台，采用外置框体悬挂方式的矢量水听器的安装很方便，但是当工作空间及平台尺寸有限(如鱼水雷、深水炸弹、声纳浮标等)，或是受限于测量校准装置的情况下，外置框体的存在将使水听器的安装方式及尺寸难以满足使用要求。这就要求我们研制出一种体积更小、适用于小尺度平台安装使用的新型矢量水听器。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，包括中心固定支柱和安装在中心固定支柱上的上密封端帽、下密封端帽，其特征在于：所述的上密封端帽和下密封端帽之间安装有内部壳体，内部壳体内安装有柔性材料层，中心固定支柱在上密封端帽和下密封端帽之间的部分位于柔性材料层内部，内部壳体的外部安装有压电圆环，压电圆环和内部壳体之间均匀的安装有四个压电元件，压电圆环的外部安装有轻质阻抗匹配材料层。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的压电元件通过绝缘材料与压电圆环以及内部壳体粘结在一起。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的上密封端帽和下密封端帽都是采用环氧树脂制成。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的轻质阻抗匹配材料层由聚氨酯材料制成。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的压电圆环和压电元件都是由锆钛酸铅铁电陶瓷制成，所述的压电圆环为径向极化，所述的压电元件沿厚度方向极化。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的内部壳体由铝合金制成。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的柔性材料层由液体硅橡胶制成。

所述的一种可刚性固定安装的同振式矢量水听器，其特征在于：所述的中心固定支柱由刚性金属制成。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的同振式矢量水听器通过中心支柱刚性固定安装的方式，一方面使得该型矢量水听器安装更为方便，另一方面，解除了传统框架悬挂系统的限制，减小了水听器的体积，使得其能够满足小尺寸工作平台的使用要求。另外，本同振式矢量水听器使用压电圆环直接测量声压信息，无需额外使用声压水听器进行声压测量，一方面降低了质点振速水听器二次辐射与声散射对声压测量的影响以及声压水听器对质点振速水听器的声散射影响，提高了测量精度，另一方面也在一定程度上减小了矢量水听器的几何尺寸，拓宽了工作频带。

附图说明

图1为同振球型矢量水听器悬挂示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型去掉上密封端帽和下密封端帽的俯视图。

图中：中心固定支柱-1、上密封端帽-2、下密封端帽-3、内部壳体-4、柔性材料层-5、压电圆环-6、压电元件-7、轻质阻抗匹配材料层-8、弹性元件-9、框架结构-10、矢量水听器-11。

具体实施方式