[實(shí)用新型]一種用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720095489.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206431290U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉松;黎勝;管官;于大鵬;李茂發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/524
• 分類號(hào): G01S7/524;G01S7/526
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所21208
• 代理人: 花向陽(yáng),楊翠翠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)，屬于水聲工程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聲吶是利用水下聲波判斷海洋中物體的存在、位置及類型的方法和設(shè)備，在水聲工程專業(yè)中，聲吶的使用是整個(gè)水聲工程專業(yè)的基礎(chǔ)。軍事上，聲吶應(yīng)用于水下目標(biāo)的探測(cè)、定位及追蹤、水下武器的射擊指揮、水下通信、水雷探測(cè)、水下導(dǎo)航等方面。隨著海洋事業(yè)的發(fā)展，聲吶開(kāi)始廣泛應(yīng)用于回波探測(cè)、海底地貌繪制、海洋地質(zhì)考查、魚(yú)群探測(cè)、遙控探測(cè)等民用方面。第二次世界大戰(zhàn)后至今，局部戰(zhàn)爭(zhēng)從未間斷，由于核動(dòng)力潛艇的出現(xiàn)，反潛問(wèn)題受到各國(guó)空前的重視，這其中聲吶技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新顯得尤為重要。

水聲工程專業(yè)主要研究聲吶的創(chuàng)新與應(yīng)用，一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)聲吶系統(tǒng)對(duì)于提升學(xué)生自主創(chuàng)新能力，開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)眼界有重要作用。然而，現(xiàn)今我國(guó)主要的聲學(xué)研究所并沒(méi)有成熟的用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)，嚴(yán)重影響了師生日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這對(duì)于培養(yǎng)我國(guó)水聲人才，提高聲吶創(chuàng)新性無(wú)疑是不利的。為了水聲工程專業(yè)教學(xué)障礙，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，本實(shí)用新型利用常規(guī)設(shè)備，自行設(shè)計(jì)了用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)，該實(shí)用新型是一種基于發(fā)射換能器與接收換能器的聲場(chǎng)實(shí)時(shí)在線測(cè)量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量多信號(hào)、多角度、多深度的發(fā)射聲場(chǎng)變化，對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行直接有效的監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)，它可以應(yīng)用于簡(jiǎn)單聲吶的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠應(yīng)用于簡(jiǎn)單的聲源識(shí)別定位實(shí)驗(yàn)，并且充分利用水聲實(shí)驗(yàn)室的常用實(shí)驗(yàn)器材，很好地完成了水聲工程專業(yè)的教學(xué)任務(wù)，降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)費(fèi)用。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)，它包括水面行車系統(tǒng)、可伸縮支架、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和手持筆記本電腦，它還包括水下發(fā)射換能器、水下接收換能器、信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和電荷放大器，所述信號(hào)發(fā)生器通過(guò)設(shè)定好信號(hào)相關(guān)參數(shù)，控制輸出脈沖信號(hào)、斜坡信號(hào)、三角波信號(hào)和正弦信號(hào)；所述水下發(fā)射換能器和水下接收換能器安裝在可伸縮支架上，并將其水平對(duì)齊固定好；所述可伸縮支架安裝在水面行車系統(tǒng)上，形成可伸縮支架與水面行車系統(tǒng)的柔性連接；所述信號(hào)發(fā)生器與功率放大器相結(jié)合驅(qū)動(dòng)水下發(fā)射換能器發(fā)出聲源信號(hào)，經(jīng)電荷放大器的信號(hào)放大處理與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；所述水下接收換能器經(jīng)電荷放大器的信號(hào)放大處理與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，水下接收換能器布置在水池內(nèi)接收處理水下發(fā)射換能器發(fā)射的聲場(chǎng)信息，一般需布置多個(gè)水下接收換能器進(jìn)行信號(hào)的接收；所述筆記本電腦與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，通過(guò)筆記本電腦內(nèi)數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域的分析。

由于水下聲源系統(tǒng)需要對(duì)發(fā)射換能器進(jìn)行功率放大，常規(guī)的功率放大器無(wú)法滿足水下聲源發(fā)聲的功率要求，本實(shí)用新型提出一種將多臺(tái)線性功率放大器之間進(jìn)行串聯(lián)連接，使其功率變成單臺(tái)功率放大器功率的多倍由于電路問(wèn)題，存在功率損失，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法可以滿足水下聲源的發(fā)聲功率需求。

本實(shí)用新型的有益效果是：這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)采用實(shí)驗(yàn)常用設(shè)備，設(shè)計(jì)出一種成熟實(shí)用的水下聲源系統(tǒng)，該水下聲源系統(tǒng)充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)資源，形成簡(jiǎn)單使用的水下聲源系統(tǒng)對(duì)于改善目前水聲工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備匱乏，提升學(xué)生自助實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力有重要意義。同時(shí)，該水下聲源系統(tǒng)可以模擬簡(jiǎn)單聲吶系統(tǒng)，可用于相關(guān)的科研項(xiàng)目，對(duì)于提升我國(guó)聲吶技術(shù)有重要作用。

附圖說(shuō)明

圖1是一種用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水下聲源系統(tǒng)的示意圖。

圖中：1、水面行車系統(tǒng)，2、可伸縮支架，3、水下發(fā)射換能器，4、水下接收換能器，5、信號(hào)發(fā)生器，6、功率放大器，7、電荷放大器，8、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，9、手持筆記本電腦。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步描述。