[发明专利]一种拖曳式的自发电水下声源发声装置

说明书

技术领域

本发明涉及自发电领域，具体涉及一种拖曳式的自发电水下声源发声装置。

背景技术

水声工程领域常用的拖曳式水下声源，发声装置及其驱动电路的能源是由 工作母船通过拖曳电缆输送的，这种供电方式对拖曳电缆的电气与机械性能的 要求极高：拖曳电缆不仅需要满足电流传输的要求，还要具有一定的抗拉强度， 需要能够承受声源拖体在高速拖曳时的拉力，电缆外表蒙皮不仅要可靠防水而 且要耐磨防刮；同时，由于电缆本身的特殊性，其对声源拖体在运动状态下的 姿态稳定性也提出了较高要求，必须考虑防止声源拖体运动过程中的旋转横滚 引起电缆绞拧、缠绕等意外情况对电缆本身的损伤；相应地带来拖曳电缆接口 的电气连接与水密结构设计复杂化、可靠性要求程度高、维修性较差等一系列 技术问题。

而如果采用蓄电池供电的形式，蓄电池本身有容量及储存寿命的限制，而 且对储存条件和维护有特定的要求，尤其是为了保持蓄电池的储电性能，需要 定期对蓄电池进行危险程度较高的充、放电检查操作，由此带来使用维护不便 的实际问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种拖曳式的自发电水下声源发声装置，能够实 现自发电功能。

一种拖曳式的自发电水下声源发声装置，该声源发生装置包括水下拖体， 以及安装在水下拖体上的信号发生器、功率放大器、换能器和透声导流罩；还 包括：安装在水下拖体尾端部的螺旋桨、固定在水下拖体内部的交流发电机、 整流稳压器和电缆；

其中，所述螺旋桨的转轴穿过水下拖体的舱伸入其内部，与交流发电机的 驱动轴连接，带动交流发电机的转子转动；交流发电机发电并给整流稳压器供 电；经过整流稳压后的电压从整流稳压器中输出，并通过电缆分别供电给信号 发生器和功率放大器；

所述整流稳压器由倍压整流电路、滤波电路以及直流稳压电路构成，倍压 整流电路用于对交流发电机产生的交流电转变为直流电，滤波电路消除所述直 流电叠加的脉动噪声电压，直流稳压电路中的稳压晶体管将输出的直流电转变 为电压稳定的直流电压，为水下声源发声装置供电。

有益效果：

本发明不仅通过螺旋桨叶轮转动，螺旋桨叶轮的转动带动水下拖体内部的 交流发电机工作，交流发电机产生的交流电经过整流器与稳压器，转变为直流 电，为水下拖体内的信号发生器与功率放大器提供电能，产生低频声信号；而 且，还由于螺旋桨叶轮的转动，导致与水介质发生摩擦，进而引起叶片的振动 产生螺旋桨噪声。这样一来，发射换能器产生的低频声信号与螺旋桨噪声的声 场相叠加，构成涵盖了低、中频段的水下声源，起到了一举多得的作用。

附图说明

图1为拖曳式自发电水下声源原理结构示意图。

其中，1-螺旋桨、2-交流发电机、3-稳压器、4-电缆、5-水下拖体、6-信号发 生器、7-功率放大器、8-换能器9-透声导流罩。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种拖曳式的自发电水下声源发声装置；

该装置设计的主要思想在于：由于声源产生的声场中要求既包含了低频声 信号和中频信号，故本发明从以下两方面进行考虑：

一方面，在水下拖曳式声源拖体上安装螺旋桨叶轮，当水下拖体被拖曳运 动时，水介质流过螺旋桨叶轮的叶片，驱动螺旋桨叶轮转动，螺旋桨叶轮的转 动带动水下拖体内部的交流发电机工作，交流发电机产生的交流电经过整流器 与稳压器，转变为直流电，为水下拖体内的信号发生器与功率放大器提供电能， 信号发生器与功率放大器驱动低频发射换能器发射低频声信号；

另一方面，水介质流过螺旋桨叶轮的叶片，与叶片发生摩擦，并引起叶片 的振动产生螺旋桨噪声。这种螺旋桨噪声的功率谱特性与其转轴自身转速有很 强的联系，其信号主要能量集中在中低频段。

这样一来，发射换能器产生的低频声信号与螺旋桨噪声的声场相叠加，构 成涵盖了低、中频段的水下声源。这种声源产生的声场中由于既包含了低频声 信号又有重要的螺旋桨辐射噪声，在水下声学传播试验、舰艇辐射噪声模拟、 水下声靶等方面有广泛的用途。而且这种水下拖曳式自发电发声装置对拖曳缆 只有承力与机械强度方面的要求，能够简化拖缆的设计要求，同时提高可靠性 与可维修性。