[發明專利]適用于波浪滑翔器的低噪聲水聽器基元

有效

• 申請號: 202010291772.0
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111521254B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 靳建嘉;勇俊;王恩兵;呂云飛;蘭華林;孫大軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H3/00
• 分類號: G01H3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

適用于波浪滑翔器的低噪聲水聽器基元，屬于水聲接收換能器技術領域，本發明為解決現有采用人工對變電站進行巡視盲點多、視覺定位不準確的問題。本發明包括彎曲圓盤水聽器、支撐環、三個懸掛彈簧、上透聲導流定位罩、下透聲導流定位罩和平衡翼板；支撐環為圓環狀結構，卡裝在平衡翼板上的圓形孔洞內，彎曲圓盤水聽器為圓柱體結構，設置在支撐環內中心位置，三個懸掛彈簧遠水聽器端安裝在支撐環上，近水聽器端安裝在彎曲圓盤水聽器側面，上下透聲導流定位罩結構相同，對稱安裝在平衡翼板圓形孔洞上下兩側，使彎曲圓盤水聽器置于上下透聲導流定位罩空腔內，且空腔有彎曲圓盤水聽器發生振動的振幅空間。本發明適用于波浪滑翔器使用。

技術領域

本發明涉及一種適用于波浪滑翔器的低噪聲水聽器基元，屬于水聲接收換能器技術領域。

背景技術

波浪滑翔器是近十年來涌現出來的一種新型海洋無人航行器。它能夠將海洋中無窮無盡的波浪能通過滑翔翼板轉化為自身前進的推力，從而將波浪能轉化為使其前進的動能，配合水面浮體船安裝的太陽能板和電池，無須提供額外的動力。波浪滑翔器是一種自主海洋觀測平臺，能在不同海況下對海洋環境持續觀測。具有超長航時、自主、無人、零排放、小體積、經濟性等突出優點。

波浪滑翔器具有多種且靈活的傳感器搭載能力。可用于海上探測水文、氣象、聲學以及化學等要素信息。

波浪滑翔器主體包括兩個部分：水面浮體船和水下牽引機。水面浮體船漂浮在海面上，具有一定的正浮力；水下牽引機通過一根6～8米的臍帶纜連接在浮體船底部中心位置，具有一定的負浮力。這種結構一方面保證臍帶纜始終處于拉直的狀態，避免纏繞；另一方面是整個波浪滑翔器整體浮心在上，重心在下，增加了系統抗風浪的穩定性。由于波浪的作用，水面浮體船和水下牽引機一直處于運動狀態，如果直接將聲學傳感器安裝到水面浮體船或水下牽引機上，勢必會帶來許多近水面噪聲和系統振動帶來的噪聲與干擾。因此，可行的辦法是將聲學設備集成到一個水下拖體當中，拖體通過適當的減振結構連接在水下牽引機的下方，并具有一定深度，使其遠離水面和水下牽引機，在拖體平衡翼板上進行聲學傳感器的安裝。

波浪滑翔器掛載水下聲學拖體后，由于存在海流的沖擊，會產生一定的流阻力和流噪聲。包括兩方面不良影響：一方面流噪聲會直接影響聲學設備性能和作用距離；另一方面將會給波浪滑翔器帶來一定的流阻力負載，影響其機動能力和控位能力。因此，有必要通過對加裝的水聽器進行結構優化，一定程度上降低流噪聲和流阻力的影響。

綜上所述，需要一種適合波浪滑翔器使用的低流噪聲低流阻力水聽器基元，可安裝在水下聲學拖體的平衡翼板上，盡可能降低流噪聲和流阻力的影響。

發明內容

本發明目的是為了解決現有加裝在水下聲學拖體的平衡翼板上的水聽器基元流噪聲和流阻力比較大的問題，提供了一種適用于波浪滑翔器的低噪聲水聽器基元。

本發明所述適用于波浪滑翔器的低噪聲水聽器基元，它包括彎曲圓盤水聽器、支撐環、三個懸掛彈簧、上透聲導流定位罩、下透聲導流定位罩和平衡翼板；

平衡翼板上開有圓形孔洞，

支撐環為圓環狀結構，支撐環卡裝在所述圓形孔洞內，

彎曲圓盤水聽器為圓柱體結構，并設置在所述支撐環內中心位置，

三個懸掛彈簧的遠水聽器端安裝在支撐環上，三個懸掛彈簧的近水聽器端安裝在彎曲圓盤水聽器的側面上，

上透聲導流定位罩和下透聲導流定位罩結構相同，對稱安裝在平衡翼板圓形孔洞的上側和下側，使彎曲圓盤水聽器置于上透聲導流定位罩和下透聲導流定位罩的空腔內，且上透聲導流定位罩和下透聲導流定位罩的空腔有彎曲圓盤水聽器發生振動的振幅空間。

優選的，支撐環上設置有三個懸掛彈簧安裝孔，三個懸掛彈簧安裝孔沿支撐環圓周方向均布，三個懸掛彈簧安裝孔上分別安裝三個懸掛彈簧的遠水聽器端。