[发明专利]声反射器

说明书

本发明涉及一种在水下使用的被动声反射器和标记器。这种反射器可以用于例如标记所关注的水下、水下航道等的目标和位置。

例如从2006年7月20日的WO2006/075167A（THE SECRETARY OF STATE FOR DEFENCE）以及2009年10月8日的WO2009/122194A（THE SECRETARY OF STATE FOR DEFENCE）已知用于水下的被动声反射器。在这些公报中，用于水下的被动声反应器具有围绕芯部的壳体，所述壳体能够将入射在壳体上的声波传输到芯部中以被聚焦并且从壳体的与入射区域相反定位的区域被反射，从而提供从反射器输出的反射的声信号，其特征在于，芯部呈球体或直柱的形式并且由具有从840m/s至1500m/s的波速的材料的一个或更多个同心层形成，并且所述壳体相对于所述芯部确定尺寸，使得入射在该壳体上的声波的一部分耦合到壳体壁中并且在其中绕该壳体的周向被引导并且然后被再辐射，以与所述反射的声信号输出相长地结合从而提供增强的反射声信号输出。入射在壳体上的声波可以例如来自水声系统。

然而，这些现有技术反射器在应用于商业环境时存在问题，具体地，芯部和壳体之间的不同膨胀系数能导致在壳体上被施加过量应变，这是因为如果使反射器暴露于热（例如，如在热带气候中发生的）或者当使反射器在码头区或在船上置于太阳下时芯部热膨胀。芯部的热膨胀导致壳体的故障。另外引起其他问题：

·在芯部材料没有收缩的情况下不能可靠地实现使声反射器填充合适的芯材料，从而导致在芯部中产生裂缝和/或空隙，这引起表面上相同的反射器之间不一致的性能；

·芯部和壳体之间的声耦合是可变的并且在一些情况下是差的；

·健康和安全规程能限制这样的反射器在水中的配置深度以防进入反射器的内部中的渗水将导致当反射器被升到水面时的无法控制的爆炸故障；尽管对该问题提出了解决方案，但是其制造是劳动密集的并且因此相当昂贵；

根据本发明，用于在水下使用并且包括围绕芯部的壳体的声反射器的特征在于，所述壳体中具有一个或更多个孔，从而在所述声反射器配置在水中时允许水自由地进出所述壳体的内部。

在该结构中，能进入所述壳体的入射声波的一部分穿过而进入所述芯部中并从进入该芯部中的入口对置的壳体壁被反射回来，并且入射声波的一部分能在绕所述芯部的所述壳体本身内被引导而与穿过该芯部的声波相长地结合并且从该壳体被再辐射。

在本发明的一个实施方式中，所述芯部的体积略小于所述壳体的内部容积；在进入水中时，水进入所述壳体的在所述芯部和所述壳体壁的内部之间的内部。在该构造中，存在足够的余地以使所述芯部当在热带气候中被运输或存储时能够热膨胀，但是对于海水使得在所述反射器浸于海水中时能够占据由芯材料的收缩造成的空间。此外，当将所述反射器带回至水面时，所述壳体内的任何积聚压力都通过流出所述孔的水被简单地解除，从而避免所述壳体发生爆炸故障的任何风险。

令人惊讶地，已发现，在所述壳体和所述芯部之间的该壳体内部的水的存在显著地提高了该壳体和该芯部之间的声耦合以及该声耦合的可靠性。

因此在本发明的第一实施方式中，所述芯部的横截面略小于所述壳体的内部的相应的横截面，从而在所述芯部和所述壳体内部之间形成有间隙，所述间隙在所述反射器浸于水中时填充有水。

在根据本发明的该第一实施方式的反射器中，所述芯部的特征还在于，在其表面上具有多个凸起部，所述凸起部接触所述壳体的内部，从而相对于所述壳体将所述芯部保持就位。

在这样的实施方式中，所述凸起部能优选地呈小突起的形式，这些小突起的顶点在所述反射器处于其设计操作温度时接触所述壳体的内部。所述凸起部能变形，并且吸收所述芯部的膨胀和收缩而不会对所述壳体施加相当大的应力。

优选地所述芯部本身是能变形的材料，诸如弹性体材料。

作为紧前面段落中的构造的另选方案，所述壳体的内部能具有多个向内突起，这些突起在所述反射器处于其设计操作温度时接触所述芯部的表面。

所述芯部和所述壳体的内部之间的接触点的数量应该至少是五个，以确保该芯部相对于该壳体的稳定定位，但是十个实际上更好。

所述孔允许水自由地进出所述壳体和所述芯部之间的容积，并且当所述反射器浸于水中时，进入所述壳体和所述芯部之间的水逐出在浸入前存在的空气。实际上，已经发现绕所述壳体分布的大量小孔比一个或数个孔更有效。24个孔良好地工作，但是48个孔将进一步减小在浸入所述反射器时空气变得被捕获在所述壳体和所述芯部之间的任何趋势。