[實用新型]一種數字式流控制水聲發射換能器

有效

• 申請號: 201821416625.6
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN208689928U
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 安峰巖;劉碧龍
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G10K9/122
• 分類號: G10K9/122;G10K9/08
• 代理公司: 福州科揚專利事務所 35001
• 代理人: 羅立君

本實用新型涉及一種數字式流控制水聲發射換能器，包括一殼體以及設于殼體內的加壓泵、耐壓水箱、由復數條流控管組成的流控管組、復數個電控閥門、聲發射控制器、將流體外排的排水管；加壓泵的進水口連通外界水源，出水口連通耐壓水箱，各流控管的一端分別與耐壓水箱連通，另一端均接入排水管，各流控管上均設置一電控閥門，聲發射控制器具有與流控管數量相同的輸出端口，輸出端口與電控閥門一一對應連接，聲發射控制器將輸入的電壓信號轉換成數字信號，且該數字信號的每一位對應聲發射控制器的一輸出端口。本實用新型通過數字式控制方式對由換能器內至外的水流流速進行調制，形成速度脈動進而對外輻射聲波，具有優越的低頻聲發射性能，且體積小、重量輕、功率低。

技術領域

本實用新型涉及一種數字式流控制水聲發射換能器，屬于水聲換能器技術領域。

背景技術

聲波是唯一已知的能夠在水下遠距離傳播的信息載體，聲學方法是水下探測、測量、目標識別及定位、海洋地質勘探等諸多領域的主要手段，其應用日益深入。隨著現代水聲技術的發展，在一些領域中聲波的低端工作頻率已延伸至一百赫茲以下的甚低頻段，因此，作為水聲技術得以實施的必要工具，低頻寬帶水聲換能器、尤其是發射換能器的研制具有重要意義和價值。

傳統的水下低頻聲輻射換能器主要有溢流式圓環換能器、多模彎張換能器、電動式換能器等等。為了達到較高的低頻聲輻射能力，這些換能器一般具有較大的體積、重量及損耗功率，并需要能夠輸出大幅度模擬信號的大功率功放進行驅動，使用期間損壞率高、長期工作可靠性較差。目前，水聲領域仍然缺乏體積小、重量輕、功耗低的低頻換能器，其應用需求十分迫切。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種數字式流控制水聲發射換能器，通過數字式控制方式對由換能器內至外的水流流速進行調制，具有優越的低頻聲發射性能，且其體積小、重量輕、功率低。

本實用新型的技術方案如下：

一種數字式流控制水聲發射換能器，包括一殼體以及設于殼體內的加壓泵、用于存儲高壓流體的耐壓水箱、由復數條流控管組成的流控管組、復數個電控閥門、聲發射控制器、將流體外排的排水管；所述加壓泵的進水口連通外界水源，所述加壓泵的出水口連通耐壓水箱，所述流控管組中各流控管的一端分別與耐壓水箱連通，另一端均接入所述排水管，所述排水管的排水口設于所述殼體上，各所述流控管上均設置一所述電控閥門，所述聲發射控制器具有與流控管數量相同的輸出端口，所述輸出端口與所述電控閥門一一對應連接，所述聲發射控制器將輸入的電壓信號轉換成數字信號，且該數字信號的每一位對應所述聲發射控制器的一輸出端口，并根據該位的0/1值輸出對應的電平值至電控閥門，電控閥門根據輸入的電平值控制對應流控管的通斷。

更優地，所述水聲發射換能器還包括壓力開關，所述壓力開關設于所述耐壓水箱的側壁上，用于探測耐壓水箱內的靜態液壓，所述壓力開關的輸出端連接所述加壓泵的工作開關，用于控制加壓泵的通斷電。

更優地，所述耐壓水箱內還放置一氣囊，所述氣囊內充有氣體。

更優地，所述聲發射控制器包括相互連接的AD轉換器和Delta-Sigma調制器，輸入的電壓信號通過AD轉換器轉換成數字信號，再由Delta-Sigma調制器輸出具有與流控管數量相同位數的數字信號。

更優地，所述流控管組中各流控管的橫截面積由小至大排列后應為等比數列，所述等比數列的系數為2，所述Delta-Sigma調制器輸出的數字信號最低位至最高位對應的輸出端口連接的電控閥門，按照橫截面積由小至大的順序分別依次安裝于對應的流控管上。

更優地，所述加壓泵的出水口設有一止回閥。

更優地，所述排水管上設有消聲器，用來抑制其內部的高頻噪聲。

更優地，所述殼體上固定一電接口，所述電接口連接所述聲發射控制器，所述信號用于接收外部的電壓信號，然后將電壓信號傳輸至所述聲發射控制器。