本發(fā)明屬于水聲接收換能器,尤其涉及水聽器的彈性連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
1、近年來,隨著海洋裝備的迅速發(fā)展,在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事防務(wù)、工業(yè)裝備領(lǐng)域,日益復(fù)雜的振動(dòng)干擾環(huán)境與低加速度響應(yīng)水聽器密切相關(guān)。其核心需求在于提升聲學(xué)信號(hào)采集的純凈度與可靠性。海底地震儀(obs)和資源勘探設(shè)備長(zhǎng)期部署于高湍流區(qū)域,需抵抗洋流沖擊、海底地質(zhì)活動(dòng)引發(fā)的隨機(jī)振動(dòng)。采用低加速度響應(yīng)水聽器,可在保持高聲壓靈敏度的同時(shí),抑制加速度噪聲對(duì)低頻地震波信號(hào)的污染。無人潛航器(uuv)的推進(jìn)系統(tǒng)(如電機(jī)、螺旋槳)和水下機(jī)器人機(jī)械臂操作會(huì)產(chǎn)生低頻振動(dòng)(10hz~500hz),傳統(tǒng)水聽器易受其加速度噪聲干擾,導(dǎo)致導(dǎo)航避障聲吶誤判或目標(biāo)識(shí)別能力下降。低加速度響應(yīng)水聽器可以顯著提升自主作業(yè)精度。艦船引擎振動(dòng)和波浪拍擊通過拖纜傳導(dǎo)至聲學(xué)陣列,形成周期性加速度干擾,易掩蓋水下目標(biāo)的低頻特征信號(hào)。選用低加速度響應(yīng)水聽器提升遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)能力。水聲通信系統(tǒng)對(duì)信道多徑效應(yīng)敏感,加速度噪聲會(huì)加劇碼間干擾。采用低加速度響應(yīng)水聽器可提升水下物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信帶寬與誤碼率性能。
2、低加速度響應(yīng)水聽器的研發(fā)不僅是傳感器技術(shù)的突破,更是海洋開發(fā)、國(guó)防安全與生態(tài)保護(hù)等多領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),其應(yīng)用場(chǎng)景正隨深海探測(cè)、智慧海洋等國(guó)家戰(zhàn)略的推進(jìn)持續(xù)擴(kuò)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明是為了解決海洋中振動(dòng)干擾環(huán)境對(duì)水下裝備的聲學(xué)性能產(chǎn)生影響的問題,現(xiàn)提供低加速度響應(yīng)水聽器。
2、低加速度響應(yīng)水聽器,包括:水聽器主體1-1、兩個(gè)懸掛耳和兩個(gè)減振彈簧2-1,所述兩個(gè)懸掛耳分別固定在所述水聽器主體1-1的兩端,所述兩個(gè)減振彈簧2-1分別與所述兩個(gè)懸掛耳彈性連接;
3、所述減振彈簧2-1包括:s形減振結(jié)構(gòu)2-3、彈簧安裝定位環(huán)2-4和水聽器安裝定位環(huán)2-5,所述s形減振結(jié)構(gòu)2-3為圓環(huán)形薄片結(jié)構(gòu)且該圓環(huán)形薄片結(jié)構(gòu)的半徑軸向截面呈s形,所述彈簧安裝定位環(huán)2-4和水聽器安裝定位環(huán)2-5均為圓環(huán)形且分別同軸套固在所述s形減振結(jié)構(gòu)2-3的外環(huán)和內(nèi)環(huán),所述s形減振結(jié)構(gòu)2-3環(huán)面上沿周向均勻設(shè)有多個(gè)柔性孔2-2,所述多個(gè)柔性孔2-2均靠近所述s形減振結(jié)構(gòu)2-3的外環(huán),所述s形減振結(jié)構(gòu)2-3、彈簧安裝定位環(huán)2-4和水聽器安裝定位環(huán)2-5均為橡膠材質(zhì)。
4、進(jìn)一步的,上述懸掛耳包括同軸呈直線排布的三個(gè)不同直徑的圓柱體,且位于中間的圓柱體直徑最?。凰鏊犉靼惭b定位環(huán)2-5同軸套接在所述位于中間的圓柱體外部。
5、進(jìn)一步的,上述低加速度響應(yīng)水聽器還包括:支撐環(huán)3-1和壓環(huán)4-1;
6、所述支撐環(huán)3-1和壓環(huán)4-1為結(jié)構(gòu)相同的圓環(huán)結(jié)構(gòu),該圓環(huán)結(jié)構(gòu)一側(cè)設(shè)有凹槽,所述支撐環(huán)3-1和壓環(huán)4-1的凹槽相對(duì)并能夠?qū)⑺鰪椈砂惭b定位環(huán)2-4夾持在其中。
7、進(jìn)一步的,上述支撐環(huán)3-1外環(huán)上設(shè)有兩個(gè)支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)3-2,所述兩個(gè)支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)3-2分別位于一個(gè)直徑的兩端,所述支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)3-2上設(shè)有通孔;
8、所述壓環(huán)4-1上設(shè)有兩個(gè)壓環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)4-2,所述兩個(gè)壓環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)4-2分別位于一個(gè)直徑的兩端,所述壓環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)4-2上設(shè)有螺紋孔;
9、當(dāng)所述兩個(gè)支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)3-2和所述兩個(gè)壓環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)4-2分別重合時(shí),所述通孔和螺紋孔能夠相互重合,并通過鎖緊螺母5相互固定。
10、進(jìn)一步的,上述低加速度響應(yīng)水聽器還包括:支撐環(huán)基座3-3;
11、所述支撐環(huán)基座3-3與所述支撐環(huán)3-1外環(huán)固定連接,所述支撐環(huán)基座3-3上開有兩個(gè)基座安裝孔3-4。
12、本發(fā)明所述的低加速度響應(yīng)水聽器,有益效果如下:
13、1、本發(fā)明采用低加速度水聽器設(shè)計(jì)與橡膠彈簧懸掛減振結(jié)合的手段,雙管齊下降低水聽器的加速度響應(yīng)。
14、2、采用環(huán)形s截面柔性橡膠充當(dāng)彈簧,等效為環(huán)向使用無窮多個(gè)微型彈簧進(jìn)行懸掛,可以承受水聽器徑向和軸向產(chǎn)生的慣性力,從而實(shí)現(xiàn)降低水聽器加速度響應(yīng)的作用。相比金屬?gòu)椈蓱覓?,安裝更加方便,可以省去金屬?gòu)椈蓱覓旆爆嵾^程;體積結(jié)構(gòu)更加緊湊,在不損失性能的前提下,有效減小了安裝尺寸;相比金屬材質(zhì)彈簧,具有耐海水腐蝕的特點(diǎn)。
15、綜上所述,本發(fā)明所述的低加速度響應(yīng)水聽器,性能可靠穩(wěn)定,免維護(hù),適合長(zhǎng)期服役。
1.低加速度響應(yīng)水聽器,其特征在于,包括:水聽器主體(1-1)、兩個(gè)懸掛耳和兩個(gè)減振彈簧(2-1),所述兩個(gè)懸掛耳分別固定在所述水聽器主體(1-1)的兩端,所述兩個(gè)減振彈簧(2-1)分別與所述兩個(gè)懸掛耳彈性連接;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低加速度響應(yīng)水聽器,其特征在于,
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低加速度響應(yīng)水聽器,其特征在于,還包括:支撐環(huán)(3-1)和壓環(huán)(4-1);
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低加速度響應(yīng)水聽器,其特征在于,所述支撐環(huán)(3-1)外環(huán)上設(shè)有兩個(gè)支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)(3-2),所述兩個(gè)支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)(3-2)分別位于一個(gè)直徑的兩端,所述支撐環(huán)鎖緊結(jié)構(gòu)(3-2)上設(shè)有通孔;
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低加速度響應(yīng)水聽器,其特征在于,還包括:支撐環(huán)基座(3-3);