[實用新型]三維同振型壓電陶瓷矢量水聽器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920087496.5
• 申請日: 2009-07-22
• 公開（公告）號: CN201464028U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田忠仁;陳斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中船重工海聲科技有限公司
• 主分類號: G01H11/08
• 分類號: G01H11/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種能在低頻和次聲頻段內(nèi)，用于同時拾取水中聲場中某質(zhì)點處三維振動速度信息和聲壓信息的傳感器，在水聲學(xué)中稱之“矢量水聽器”。

背景技術(shù)

聲場是一個既含有矢量(質(zhì)點振速)和標量(聲壓)的物理場。在以往的水聲設(shè)備中，多數(shù)只使用了聲場中聲壓量來進行水中導(dǎo)航，探測和通信等技術(shù)開發(fā)。隨著聲納技術(shù)向低頻、寬帶、高指向方向發(fā)展的需求，在上世紀八十年代以后，采用矢量水聽器進行水中低頻探測的技術(shù)迅速發(fā)展。

矢量水聽器與聲壓水聽器相比有顯著特點：一是通過加速度傳感器(或振速、或位移傳感器)可以檢測聲場中質(zhì)點速度，形成三維的正交偶極指向性。二是偶極指向性在低頻很寬的范圍內(nèi)，與頻率和水聽器尺寸無關(guān)。三是質(zhì)點速度與聲壓相位差為90°。四是體積重量比較小和輕。

這些特點使矢量水聽器在以下領(lǐng)域使用有顯著優(yōu)越性：一是對水中低頻、次聲頻的低噪聲目標探測和海洋噪聲的檢測，克服了用聲壓技術(shù)帶來的巨大孔徑問題。二解決了水平拖曳陣中左右舷分辨模糊問題。三是實現(xiàn)用單個矢量水聽器對低頻、甚低頻噪聲目標的被動探測。但目前的矢量水聽器在接收靈敏度以及抗干擾能力等方面仍有提高的余地。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是要提供一種具有較高靈敏度、抗干擾能力強的三維同振型壓電陶瓷矢量水聽器。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種三維同振型壓電陶瓷矢量水聽器，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有一中空正六面體，中空正六面體內(nèi)注有水銀，在中空正六面體外表面上設(shè)有三對雙迭片彎曲壓電陶瓷圓片；殼體內(nèi)還設(shè)有由兩個壓電薄壁陶瓷圓環(huán)構(gòu)成的聲壓水聽器。兩個壓電薄壁陶瓷圓環(huán)采用機械對稱安裝。壓電陶瓷圓片之間采用電學(xué)串聯(lián)連接。壓電陶瓷圓片通過支撐片安裝在中空正六面體的外表面上。

本實用新型提供的三維同振型壓電陶瓷矢量水聽器，加速度計采用雙迭片壓電陶瓷彎曲園片與灌注水銀組成，使加速度靈敏度得到很大提高；水聽器采用壓電陶瓷管電學(xué)上串聯(lián)連結(jié)，增加聲壓靈敏度6dB，降低了聲壓水聽器由于安裝載體加速度變化引起的干擾信號，提高聲壓接收水聽器的信噪比，以上技術(shù)措施的實現(xiàn)，使得三維水銀加速度計的接收靈敏度在低頻和次聲頻下有高的靈敏度并提高了其抗干擾能力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型雙迭片彎曲壓電陶瓷圓片結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括殼體1，殼體1內(nèi)設(shè)有一中空正六面體2，中空正六面體2內(nèi)注有水銀3，在中空正六面體2外表面上設(shè)有三對雙迭片彎曲壓電陶瓷圓片4；殼體1內(nèi)還設(shè)有由兩個壓電薄壁陶瓷圓環(huán)6構(gòu)成的聲壓水聽器。兩個壓電薄壁陶瓷圓環(huán)6采用機械對稱安裝。壓電陶瓷圓片4之間采用電學(xué)串聯(lián)連接。壓電陶瓷圓片4通過支撐片5安裝在中空正六面體2的外表面上。

本實用新型中，加速度傳感器的敏感元件由壓電陶瓷圓片4構(gòu)成，如圖2所示，在使用時把三對，每對兩只壓電陶瓷圓片4相互正交安裝在一個由有機玻璃材料加工成的中空正六面體2的外表面上，再往該中空正六面體2內(nèi)注入水銀3就構(gòu)成三維水銀加速度計。將三維水銀加速度計和供聲壓水聽器6使用兩個壓電薄壁陶瓷圓環(huán)共同組裝在一個由硬質(zhì)泡沫塑料制成的芯柱上，最后用聚氨脂橡膠進行整體灌封制成三維同振型壓電陶瓷矢量水聽器”。如果把它放入水下聲場中，在聲壓和質(zhì)點振速作用下，“三維同振型壓電陶瓷矢量水聽器”能得到X，Y，Z方向質(zhì)點振速信號和聲壓水聽器拾取的聲壓信號。所得到的四路信號就可以去做不同用途的信號處理，實現(xiàn)對水中信號的檢測。