[实用新型]三维同振型压电陶瓷矢量水听器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能在低频和次声频段内，用于同时拾取水中声场中某质点处三维振动速度信息和声压信息的传感器，在水声学中称之“矢量水听器”。

背景技术

声场是一个既含有矢量(质点振速)和标量(声压)的物理场。在以往的水声设备中，多数只使用了声场中声压量来进行水中导航，探测和通信等技术开发。随着声纳技术向低频、宽带、高指向方向发展的需求，在上世纪八十年代以后，采用矢量水听器进行水中低频探测的技术迅速发展。

矢量水听器与声压水听器相比有显著特点：一是通过加速度传感器(或振速、或位移传感器)可以检测声场中质点速度，形成三维的正交偶极指向性。二是偶极指向性在低频很宽的范围内，与频率和水听器尺寸无关。三是质点速度与声压相位差为90°。四是体积重量比较小和轻。

这些特点使矢量水听器在以下领域使用有显著优越性：一是对水中低频、次声频的低噪声目标探测和海洋噪声的检测，克服了用声压技术带来的巨大孔径问题。二解决了水平拖曳阵中左右舷分辨模糊问题。三是实现用单个矢量水听器对低频、甚低频噪声目标的被动探测。但目前的矢量水听器在接收灵敏度以及抗干扰能力等方面仍有提高的余地。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种具有较高灵敏度、抗干扰能力强的三维同振型压电陶瓷矢量水听器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种三维同振型压电陶瓷矢量水听器，包括壳体，壳体内设有一中空正六面体，中空正六面体内注有水银，在中空正六面体外表面上设有三对双迭片弯曲压电陶瓷圆片；壳体内还设有由两个压电薄壁陶瓷圆环构成的声压水听器。两个压电薄壁陶瓷圆环采用机械对称安装。压电陶瓷圆片之间采用电学串联连接。压电陶瓷圆片通过支撑片安装在中空正六面体的外表面上。

本实用新型提供的三维同振型压电陶瓷矢量水听器，加速度计采用双迭片压电陶瓷弯曲园片与灌注水银组成，使加速度灵敏度得到很大提高；水听器采用压电陶瓷管电学上串联连结，增加声压灵敏度6dB，降低了声压水听器由于安装载体加速度变化引起的干扰信号，提高声压接收水听器的信噪比，以上技术措施的实现，使得三维水银加速度计的接收灵敏度在低频和次声频下有高的灵敏度并提高了其抗干扰能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型双迭片弯曲压电陶瓷圆片结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括壳体1，壳体1内设有一中空正六面体2，中空正六面体2内注有水银3，在中空正六面体2外表面上设有三对双迭片弯曲压电陶瓷圆片4；壳体1内还设有由两个压电薄壁陶瓷圆环6构成的声压水听器。两个压电薄壁陶瓷圆环6采用机械对称安装。压电陶瓷圆片4之间采用电学串联连接。压电陶瓷圆片4通过支撑片5安装在中空正六面体2的外表面上。

本实用新型中，加速度传感器的敏感元件由压电陶瓷圆片4构成，如图2所示，在使用时把三对，每对两只压电陶瓷圆片4相互正交安装在一个由有机玻璃材料加工成的中空正六面体2的外表面上，再往该中空正六面体2内注入水银3就构成三维水银加速度计。将三维水银加速度计和供声压水听器6使用两个压电薄壁陶瓷圆环共同组装在一个由硬质泡沫塑料制成的芯柱上，最后用聚氨脂橡胶进行整体灌封制成三维同振型压电陶瓷矢量水听器”。如果把它放入水下声场中，在声压和质点振速作用下，“三维同振型压电陶瓷矢量水听器”能得到X，Y，Z方向质点振速信号和声压水听器拾取的声压信号。所得到的四路信号就可以去做不同用途的信号处理，实现对水中信号的检测。