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SF-10深海复合棒振子的设计及其布阵应用

主动声纳系统中需要低频大功率发射声阵,具有单向辐射能力的复合棒振子已被广泛应用于大型声阵中作为布阵振子.随着深海远洋事业的发展,对复合棒振子更增加了耐静水压、自重轻的要求. 由此发展起来的无外壳、无去耦材料能自身形成单向辐射指向性图案的锥形复合棒振子逐渐引起人们的重视.如Horitc,R.E.,【1】的工作.对于一般复合棒振子为了增加功率容量,都需加预应力.水声工程中目前通用的是利用中心预应力螺杆的结构. 这类结构存在一些缺点,如:预应力加不足,压电陶瓷片受力不均;不便确定所加预应力的大小;压电陶瓷片、电极连线都暴露在外容易损坏,且水密工艺困难.由于以上原因,作出的复合棒振子共振频率离散度大,相位一致性差,成品率低,不利于深海布阵使用. 我们对此作了改进设计.振子的结构形式 振子采用前后带锥形质量的复合棒结构,保证深海振子在无去耦,无反声材料下的指向性要求. 为了克服中心螺杆的缺点,我们参考了关于外预应力筒在超声振子中应用的介绍...  (本文共8页) 阅读全文>>

《声学学报》1979年03期
声学学报

SF-10深海复合棒振子的设计及其布阵应用

由于主动声呐系统中低频大功率发射声阵的需要,具有单向辐射能力的复合棒振子,已被广泛应用于大型声阵中作为布阵振子.随着深海远洋事业的发展,对复合棒振子更增加了耐静水压、自重轻的要求.由此发展起来的无外壳,无去耦材料下能自身形成单向辐射指向性图案的锥形复合棒振子逐渐引起人们的重视.如R.E.Horitta[’’的工作.对于一般复合棒振子,为了增加功率容量,都需加预应力.水声工程中目前通用的是利用中心预应力螺杆的结构.这类结构存在一些缺点,如 1.预应力加不足,压电陶瓷片受力不均. 。 2.不便确定所加预应力的大小. 3.压电陶瓷片、电极连线都暴露在外容易损坏,且水密工艺困难. 由于以上原因,作出的复合棒振子共振频率离散度大,相位一致性差,成品率较低,不利于深海布阵使用.我们对此作了改进设计.设计中参考了N.Mar叩is的工作乜】,把外预应力筒结构的构思引进到深水复合棒振子设计中来,振子的结构如图1所示. 图l振子的结构此结构用于深水...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

有限障板下矢量水听器性能的研究

随着矢量水听器技术的发展,矢量水听器已被广泛应用于水声各领域,但在很多实际应用中,矢量水听器的接收性能受到障板的影响,从而使其测向和探测性能受到影响。本文首先根据实验需求,基于矢量水听器的工作原理和设计方法,设计制作了一只二维柱形组合式矢量水听器,体积为φ40×64(mm),工作频带为1kHz~10kHz。在消声水池中对矢量水听器进行了测试,测试结果表明:矢量通道的声压灵敏度级为-183dB(测量频率1kHz,0dB参考值1V/μPa),具有余弦指向性;声压通道灵敏度级为-196dB(0dB参考值1V/μPa)。本文通过采用有限元与边界元结合的方法来求解有限障板的衍射声场,进而研究有限障板对矢量水听器的接收性能的影响。在本文中,综合利用了ANSYS和SYSNOISE软件来进行数值计算,给出了一种切实可行的数值仿真方法。文中对球壳、有限平面障板和圆柱壳衍射影响下矢量水听器的接收性能进行了仿真研究和实验测试,计算机仿真结果与实验结果...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

《声学技术》2007年04期
声学技术

有限平面障板对低频指向性的影响

1引言目前,国内外小型水下航行体上声纳的工作频率一般为20kHz~40kHz,发射声源级在220dB左右,被动探测的作用距离一般约为1km。随着新技术的不断应用,目标的反射能力大幅度降低,反对抗手段及方法愈来愈多,导致了海洋战区环境愈来愈复杂,严重制约了水下航行体目标探测性能的发展,因此迫切需要应用新技术,以提高复杂环境下探测目标的距离,以适应未来海战的需要。提高小型水下航行体探测目标距离的方法不外乎增加发射声源级、提高检测能力、减少自噪声及降低工作频率等,前三种方法受到了基阵体积、器件及实现方法的限制,近期内很难有重大突破,就目前来看,降低其系统工作频率不失为一种较易实现的好方法。由于被动探测“安静,”易探测到目标较难"隐身"的低频段第4期冀邦杰等:有限平面障板对低频指向性的影响图3信号频率7kHz时,振速的指向性仿真结果(左为y轴,右x为轴)Fig.3 The simulation of velocity directivi...  (本文共4页) 阅读全文>>

《声学技术》1989年01期
声学技术

具有障板的宽带接收换能器

一、引言 在水声工程中,有很多情况必须把水听器固定在别的物体上以满足不同的需要。例如把水听器固定在船壳上、鱼雷上和水中大坝上等等。固定水听器的物体就构成了水听器的障板,它们对水听器的声场会产生很大的影响。通常要求水听器宽带工作,当水听器处在自由场情况下,只要使水听器足够小,使其共振频率远高于工作频段;同时水听器对自由声场的畸变作用也很小,这样就可以得到平坦的接收响应。理论上,水听器工作的上限频率是没有限制的,但在工艺上制造尺寸很小的换能器会遇到困难,它们限制了水听器的工作带宽。在目前的工艺水平下,要在几百千赫以下得到平坦的接收响应是没有多大困难的。但是存在障板时,水听器接收到的声波是直达声和障板的反射声的叠加,而反射声波与频率关系密切,因此要想在宽带内得到平坦的接收响应是非常困难的。如果在障板上装有吸声材料似乎可以避免这一困难,但可惜的是,在目前还不存在对低频有效而体积又小的吸声材料。本文设计出两种障板,把它们放在水听器和固定...  (本文共4页) 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

障板条件下矢量水听器应用研究

矢量水听器的出现,突破了声纳设备获取水下声信号长期依靠标量声压水听器的限制,为我国声纳技术的发展开辟了新的途径。矢量水听器可以空间共点同步拾取声场一点处的声压和质点振速矢量,利用获取的声压和质点振速可在全空间对声源进行无模糊定向,且获得等价于四元声压阵声纳系统的检测性能,这种水声传感器的紧凑型配置方式为解决水下小尺度平台湿端布置空间受限的问题提供了很好的解决方案。矢量水听器还具有不依赖于声波频率的空间指向性,这个优点在水声系统低频化发展的趋势下显得尤为突出,能够使得基于矢量水听器的声纳系统具有更好的低频适应性。当利用多个矢量水听器组成声纳基阵时,能够将矢量水听器的抗噪能力和阵列系统的空间分辨能力有机结合起来,进一步提高声纳系统的性能,获得比相同数目的声压阵更好的性能;或者在相同的性能指标要求下,能够显著的减小阵元数目。矢量水听器的诸多优势使得这项技术已经成功应用于低噪声测量系统、海上浮标声纳、拖曳阵声纳等水声设备中。但是上述应用...  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用声学》1984年01期
应用声学

平面障板对换能器指向性的影响

一、引言二、处在无限大平面障板前面点声源指向性函数的计算公式 将接收换能器A放在无限大平面障板之前,A的尺寸远小于水中声波的波长,它与障板的距离为d,人射平面波与障板法线的夹角为8(见图1),这时A除收到直达波外,还收到障板的反射波.尸J︸洲J门洲训月州J︸洲月J州 换能器及其基阵经常要和平面障板配合使用,这些平面障板有的是为了某种需要而加的,有的是基阵的一些机械结构可以等效地看成平面障板,有的则是基阵的某些阵元构成了另一些阵元的障板,例如紧密排列的平面阵就是这种情形.障板的存在会明显地改变换能器或基阵的指向性,因此研究障板对换能器指向性的影响有着十分重要的意义. 关于阻抗边界对声波传播的影响问题,很多人做过研究[l一”,特别是布列霍夫斯基赫做过系统的研究[41.当研究换能器的远场指向性时,用射线声学方法比用波动声学方法简单得多,而且它的物理图象直观,更易于了解物理现象实质.布列霍夫斯基赫讨论了射线声学的适用范围,指出只要满足如...  (本文共6页) 阅读全文>>