[发明专利]一种增强玫瑰型降风噪装置

说明书

本发明公开了一种增强玫瑰型降风噪装置，所述装置包括：多个一级管、一级合成腔和多个二级管阵列；所述二极管阵列通过二级合成腔与一级管连通；其特征在于，所述二级管阵列包括：以二级合成腔为圆心沿圆周方向分布的多个二级管；每个二级管外延连通至少三个进气管，所述进气管为设置进气口的短管。与传统的玫瑰型降风噪装置相比，本发明提出的增强玫瑰型降风噪装置的降噪性能保持不变，但是所铺设管道的数量和长度减少，降低施工难度和对阵地的要求，同时降低成本。

技术领域

本发明属于次声监测的降噪技术领域，具体涉及一种增强玫瑰降风噪装置。

背景技术

次声是频率低于20赫兹的声波，在大气层中传播衰减较小，因此传播很远，能够用来监测自然灾害事件，如地震、火山和海啸，同时也可监测大气层核爆炸、化学爆炸等人为事件。历史上第一次被记录的次声事件是1883年印尼克拉克多拉火山爆发，次声信号围绕地球至少传了7圈，挑战者号航天飞机爆炸的次声波也绕地球多圈。历史上各有核国家进行的大气层核试验，世界各地都记录下了多次核爆炸的次声信号。

随着1996年全面禁止核试验条约(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty,CTBT)签署，该条约旨在禁止所有形式的核试验。为了有效地监测所有方式的核试验，国际监测系统(International Monitoring System,IMS)采用了四种监测技术，即次声、地震、水声和放射性核素。次声监测技术作为IMS的4种技术之一，它是监测大气层核试验和地面或水面核爆炸的有效手段。IMS中的次声监测网由60个次声监测台站组成，且每个台站至少有4个阵元组成。次声台阵的数据可以用于次声监测，也可以用于其他科学与应用研究，比如陨石、航空航天器的探测，工厂化学爆炸的识别等。

对次声监测技术影响较大的因素是风噪声，因此降低风噪声的技术或设备是次声事件监测的关键技术之一，直接影响对次声事件的监测能力。风噪信号频率几乎完全覆盖次声信号频带，风噪声幅值往往是次声信号的数倍甚至上十倍，如果没有降噪技术，次声信号通常淹没于噪声中。由于风噪声的频率范围与次声事件的频率范围重叠，使用常规的信号处理技术无法有效消除风噪声信号，因此降低风噪声主要手段有两项：一是选址在风背景噪声低的地区，远离海岸、多风区和城市噪声的地区，通常选在密集的树林中，以减小作为主要噪声源的风的影响；另一方面是通过建设降风噪设备进行空间滤波，使得相干的目标次声信号得以增强，而不相干的风噪声信号则得到抑制。

为此，国内外许多学者致力于次声降风噪设备的研究。目前比较常用的是玫瑰型管道降风噪设备和微孔软管降风噪设备。但软管极易受损、老化，并且由于材料的限制，其降噪性能较玫瑰型降风噪声设备差。次声传感器降风噪管原理是通过在传感器周边几十米的空间上布放降风噪声细管，在空间尺度上进行次声信号的接受，实现风噪声不相关，次声源信号仍相关，从而达到降风噪的目的。玫瑰型降风噪管入口到中心传感器的距离相等且几何对称，可以提供全方位的次声响应，通过声电等效模型和风噪声模型，仿真分析降风噪声设备参数设计的降噪性能，实现降风噪设备的优化设计。

目前IMS已建成的45个台站中大多数阵元使用玫瑰型管道降风噪声设备，其中，玫瑰型有33个，占总数的73％，星型有5个，占总数的11％，其它类型有7个(包括放射型、环型和单管型)，占总数的16％。已有的文献表明，管道降风噪设备中布置管道费用占了每个台站建设费用的25％～35％。因此需要研究不同阵型，使之能够保证次声降噪效果的前提下，使用较少的管道，从而节省费用，同时有利于在现场恶劣环境下布设，降低对次声监测阵地的建设要求，具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于克服次声监测站点的降风噪设备建设需铺设众多管道，施工量大且对阵地要求较高的问题，提出了一种增强玫瑰型降风噪装置，该装置能在继续保持次声降噪性能的前提下，进一步减少所铺设管道的数量和长度，降低施工难度和对阵地的要求，同时降低成本。