用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置的制作方法

1.本发明属于换能器测量技术领域，特别涉及到一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置。


背景技术：

2.水听器作为水下航行器的“耳目”，其接收水声信号的性能极大程度影响水下航行体动作的“反应距离”，要想水听器获得更远的作用距离，则需要将水听器接收到的“信噪比”尽可能的提升。“信噪比”中的“信”，为水听器想要接收到的目标信号；“噪”为隐藏在目标信号中的噪声信号，是水听器“噪”越小，水听器作用距离越远。一般来说，对水听器影响较大的噪声信号分为航行体自噪声与航行时的流噪声；前者主要噪声源为螺旋桨工作带来壳体振动与空化噪声，后者为在水中航行时水流经过水听器表面产生的流噪声；而常用工作频带范围内，振动噪声与流噪声占据主要部分。
3.为了对水听器内部隔振结构进行隔振效果评估，以及判断水流噪声对水听器接收性能的影响，需要模拟实际航行状态下，水听器接收到的壳体振动噪声以及流噪声，而目前暂无相关设备进行此类测试，对水听器内部隔振效果判断全凭经验，因此会影响水听器隔振设计过程的准确度并可能大大增加后期水听器方案修改成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，针对此测试方法的缺失进行装置研究，本发明提出了一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，能模拟水下航行时水听器接收到的壳体振动与流噪声，从而对水听器内部隔振结构进行隔振效果评估，提升水听器隔振设计的准确性从而减少后期水听器方案修改的成本。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，它包括：底腔、支架、箱体、测试腔、堵头、出水阀、流速传感器、后端盖、伸缩杆、移动导轨、控制台、连接环、电机、螺旋桨、进水阀、滑块、前端盖和待测水听器，在箱体的两端分别装有前端盖和后端盖，在前端盖和后端盖上分别装有进水阀和出水阀，水从进水阀进入箱体，从出水阀排出箱体，其中：在箱体的下壁上固定有支架，连接环固定在支架上，测试腔和底腔分别插入连接环的内壁上，测试腔和底腔组成一个密封舱，在底腔内装有电机，电机的旋转轴穿过底腔，螺旋桨装在伸出底腔外旋转轴上，在与电机相对的测试腔上开有若干个孔，在上述孔上装有堵头，在密封舱上方的箱体上固定有移动导轨，滑块在移动导轨内滑动，伸缩杆的一端固定在滑块上，另一端装有流速传感器，流速传感器靠近测试腔的堵头，在用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置工作时，将待测水听器装在其中一个堵头上，流速传感器和待测水听器通过线路与放置在水箱外侧的控制台相连，电机通过线路与控制台相连。
7.本发明的一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，其中：所述移动导轨是一根槽钢，槽钢上端焊接在箱体的上壁内侧，在槽钢内装有一滑块，伸缩杆的一端通
过伸缩杆开口槽固定在滑块的下端，在槽钢的一侧开有侧槽，定位螺钉穿过侧槽和滑块，将滑块固定在槽钢内。
8.本发明的一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，其中：在测试腔和连接环的内壁之间装有o型密封圈，在底腔和连接环的内壁之间装有o型密封圈。
9.本发明的一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，其中：所述线路穿过装在箱体上的穿墙插座与控制台相连。
10.与现有技术相比，本发明的一种用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置可以检测到通过模拟航行体航行时的流噪声以及螺旋桨自噪声，解决了现有技术无法对换能器内部隔振结构以及隔振材料进行有效评估的问题，提升了水听器隔振设计的准确性从而减少后期水听器方案修改成本。
附图说明
11.图1为本发明用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置正向剖面示意图，为了简化起见，图中未画出电机与控制台的连接线路；
12.图2为从图1a-a处剖开放大的侧向示意图。
13.在图1和图2中，标号1为底腔；标号2为支架；标号3为箱体；标号4为测试腔；标号5为堵头；标号6为出水阀；标号7为流速传感器；标号8为后端盖；标号9为伸缩杆；标号10为移动导轨；标号11为控制台；标号12为连接环；标号13为电机；标号14为螺旋桨；标号15为进水阀；标号16为固定销；标号17为滑块；标号18为前端盖；标号19为穿墙插座；标号20为密封环；标号21为待测水听器；标号22为侧槽；标号23为伸缩杆开口槽；标号24为旋转轴。
具体实施方式
14.如图1和图2所示，本发明的用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，它包括：底腔1、支架2、箱体3、测试腔4、堵头5、出水阀6、流速传感器7、后端盖8、伸缩杆9、移动导轨10、控制台11、连接环12、电机13、螺旋桨14、进水阀15、滑块17、前端盖18和待测水听器21，在箱体3的两端分别装有前端盖18和后端盖8，在前端盖18和后端盖8上分别装有进水阀15和出水阀6，水从进水阀15进入箱体3，从出水阀6排出箱体3。
15.在箱体3的下壁上固定有支架2，连接环12固定在支架2上，测试腔4和底腔1分别插入连接环12的内壁上，在测试腔4和连接环12的内壁之间装有o型密封圈20，在底腔1和连接环12的内壁之间装有o型密封圈20，测试腔4和底腔1组成一个密封舱，在底腔1内装有电机13，电机13的旋转轴24穿过底腔1，螺旋桨14装在伸出底腔1外旋转轴24上，在与电机13相对的测试腔4上开有若干个孔，在上述孔上装有堵头5，在密封舱上方的箱体3上固定有移动导轨10，滑块17在移动导轨10内滑动，伸缩杆9的一端固定在滑块17上，另一端装有流速传感器7，流速传感器7靠近测试腔4的堵头5，在用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置工作时，将待测水听器21装在其中一个堵头5上，流速传感器7和待测水听器21通过线路与放置在水箱3外侧的控制台11相连，电机13通过线路与控制台11相连(为了简化起见，图中未画出电机13与控制台11相连的线路)，线路穿过装在箱体3上的穿墙插座19与控制台11相连。
16.如图2所示，移动导轨10是一根槽钢，槽钢上端焊接在箱体3的上壁内侧，在槽钢内
装有一滑块17，伸缩杆9的一端通过伸缩杆开口槽23固定在滑块17的下端，在槽钢的一侧开有侧槽22，定位螺钉16穿过侧槽22和滑块17，将滑块17固定在槽钢内。
17.如权利要求3所述的用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置，其特征在于：所述线路穿过装在箱体3上的穿墙插座19与控制台11相连。
18.控制台11包含三个模块，分别为水听器信号采集模块，流速信号采集模块以及电机控制模块。在使用待测水听器21接收壳体振动信号以及流噪声信号时，待测水听器21将上述振动信号转化为电信号，通过线路传递至控制台11信号采集模块，控制台11能实时显示传递过来的电信号波形，通过其峰值判断待测水听器接收到的振动信号的大小。同理，在需要电机13转动时，电机控制模块根据所输入的信息，将信号传递至测试腔4中的电机13，带动螺旋桨14转动。
19.参照附图1，伸缩杆9的一端带有滑块17，伸缩杆头部安装有流速传感器7，从而能满足流速传感器7的左右移动；移动导轨10为固定在箱体3内部的滑轨型钢，伸缩杆9底部滑块17放置于移动导轨10的滑轨之中，伸缩杆9可以上下伸缩从而满足流速传感器7的上下移动，上述结构能将流速传感器放置于箱体3合适部位，通过线路将水流速信息传递至控制台11。
20.本发明的用于判断水听器隔振效果的航行器噪声模拟装置的工作流程如下：
21.将箱体3注满水，保持进水阀15常开，出水阀6关闭，通过电机13控制螺旋桨14转速，监测并记录不同螺旋桨14转速下，待测水听器21接收到的壳体振动信号。
22.将箱体3注满水，保持进水阀15常开，出水阀6控制出水量以控制流速，监测并记录不同流速状态下，待测水听器21接收到的流噪声。可实现对水听器内部隔振效果评估和水听器处于不同流速状态下流噪声测量。
23.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
24.本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。