米尔斯交叉阵多维度测试安装装置

技术领域

本发明涉及一种米尔斯交叉阵的测试安装装置，尤其涉及一种米尔斯交叉阵多维度测试 安装装置，属于水声领域。

背景技术

声纳基阵测试安装装置是水声领域中对声学基阵进行测试时必须使用的一种机械结构， 主要用于将基阵吊装固定于测试平台上，使其保持某一预定姿态，从而对基阵进行特定指标 的测试；同时，该装置还作为传动装置，将测试平台的旋转、行走等动作传递给基阵，使基 阵在测试过程中做出相应动作。米尔斯交叉阵(Mill’s Cross Array)是水声工程中最为典型的 组合结构基阵之一，通常包括发射子阵和接收子阵，且两子阵孔径方向相互垂直、辐射面在 同一水平面上。

在对米尔斯交叉阵综合性能指标进行测试时，需将米尔斯交叉阵固定在测试平台上，从 不同维度定点、甚至通过做旋转等动作分别对发射子阵和接收子阵进行测试，如发射子阵指 向性测试需绕发射子阵声中心在水平和竖直两方向上进行旋转；接收子阵指向性测试需绕接 收子阵声中心在水平和竖直两方向上进行旋转；发射声源级需在发射子阵辐射面过声中心的 法线上进行测试；接收子阵灵敏度需在接收子阵基阵面过声中心的法线上进行测试等。因此， 在米尔斯交叉阵测试过程中，每项指标、甚至每个维度的测试均需调整米尔斯交叉阵与测试 平台的相对位置，且在旋转过程中被测子阵的声中心必须在旋转轴上，否则会造成测试指标 错误。若针对同一米尔斯交叉阵的不同测试情况设计不同的安装装置显然会造成很大的浪费， 也会增加测试工作的成本和复杂度。如何利用一套安装装置即实现米尔斯交叉阵不同维度上 测试这一特殊要求，是水声技术人员亟需解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是为了可从多个维度上实现米尔斯交叉阵发射子阵和接收子阵各项指标的 测试而提供一种使用灵活，加工、测试的复杂度低和成本低的米尔斯交叉阵多维度测试安装 装置。

本发明的目的是这样实现的：包括L型水平横梁、T型旋转套管、T型定位套管和基阵 转接架，所述L型水平横梁的竖直管的端部设置有与测试平台上的旋转装置连接的法兰盘， L型水平横梁的水平管沿着长度方向上设置有至少两组旋转套管安装孔，每组旋转套管安装 孔包括两行相互垂直的旋转套管安装孔，且每行有两个旋转套管安装孔，所述T型旋转套管 的水平管上设置有两个一号通孔，T型旋转套管的水平管套在L型水平横梁的水平管上并通 过设置的两个一号通孔、任意一行旋转套管安装孔及相应的螺栓固定连接，所述T型旋转套 管的竖直管上设置有两个定位套管安装孔，所述T型定位套管的竖直管的周向上均匀设置有 至少两列的二号通孔，每列二号通孔有两个，所述T型定位套管的竖直管套在T型旋转套管 的竖直管上并通过任意一列二号通孔、两个定位套管安装孔及对应的螺栓固定连接，所述T 型定位套管的水平管上设置有两个基阵转接架安装孔，基阵转接架上设置有两行相互垂直的 三号通孔，且每行三号通孔有两个，所述基阵转接架插入至T型定位套管的水平管内并通过 任意一行的三号通孔和两个基阵转接架安装孔及对应的螺栓固定连接，所述基阵转接架通过 端部设置的法兰与被测米尔斯交叉阵连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.每行的两个旋转套管安装孔之间的距离与两个一号通孔之间的距离相等，两个定位套 管安装孔之间的距离与每列的两个二号通孔之间的距离相等，两个基阵转接架安装孔之间的 距离与每行的两个三号通孔之间的距离相等。

2.所述L型水平横梁、T型旋转套管、T型定位套管的拐角处均设置有加强筋。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(a)复用性：利用一套安装装置，仅通过改变 该装置的组装结构和组装方式即可在不同维度上满足米尔斯交叉阵发射子阵水平/垂直指向 性、接收子阵水平/垂直指向性、发射子阵声源级以及接收子阵灵敏度等各项指标进行准确测 试的安装需求；(b)适装性：本发明装置由四个主要部件构成，仅通过每个组件上的定位孔 即可实现不同组装方式组件间的固定；(c)便携性：本发明安装装置可拆卸成小体积组件， 更便于存储和外场实验的运输；(d)灵活性：主要通过三种组装方式，仅从三个维度上调整 组件安装，即可实现米尔斯交叉阵各项指标测试的安装需求，具体如下：

A：旋转基阵转接架(4)使米尔斯交叉阵以正“T”型方式与本发明安装装置固定连接 (维度1——基阵转接架(4)旋转)时，通过旋转T型旋转套管(2)使L型水平横梁(1) 与基阵转接架(4)后端圆管平行(维度2——T型旋转套管(2)旋转)，同时调整L型水平 横梁(1)伸出T型旋转套管(2)的长度(维度3——L型水平横梁(1)伸出长度调整)， 使L型水平横梁(1)上法兰盘的轴线与米尔斯交叉阵发射子阵与接收子阵辐射面的中线重合， 这一组装结构和方式可满足发射子阵水平指向性和接收子阵垂直指向性以及发射子阵声源 级、接收子阵灵敏度等参数测量的安装需求；

B：旋转基阵转接架(4)使米尔斯交叉阵以侧倒“T”型方式与本发明安装装置固定连 接(维度1——基阵转接架(4)旋转)时，通过旋转T型旋转套管(2)(维度2——T型旋 转套管(2)旋转)并调整L型水平横梁(1)伸出T型旋转套管(2)的长度(维度3——L 型水平横梁(1)伸出长度调整)，使L型水平横梁(1)上法兰盘轴线与米尔斯交叉阵发射子 阵的声中心重合，这一组装结构可满足发射子阵垂直指向性、发射子阵声源级以及接收子阵 灵敏度等参数测量的安装需求；

C：旋转基阵转接架(4)使米尔斯交叉阵以侧倒“T”型方式与本发明安装装置固定连 接(维度1——基阵转接架(4)旋转)时，通过旋转T型旋转套管(2)(维度2——T型旋 转套管(2)旋转)并调整L型水平横梁(1)伸出T型旋转套管(2)的长度(维度3——L 型水平横梁(1)伸出长度调整)，使L型水平横梁(1)上法兰盘轴线与米尔斯交叉阵接收子 阵的声中心重合，这一组装方式和结构可满足接收子阵水平指向性、接收子阵灵敏度以及发 射阵声源级等参数测量的安装需求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的L型水平横梁的结构示意图；

图3是本发明的T型旋转套管的结构示意图；

图4是本发明的T型定位套管的结构示意图；

图5是本发明基阵转接架的结构示意图；

图6是本发明的待测米尔斯交叉阵的结构示意图；

图7(a)、图7(b)、图7(c)和图7(d)分别是米尔斯交叉阵发射子阵水平指向性与 接收子阵垂直指向性测试的正视图、后视图、俯视图和侧视图；

图8(a)、图8(b)、图8(c)和图8(d)分别是米尔斯交叉阵发射子阵垂直指向性测 试的正视图、后视图、俯视图和侧视图；

图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)分别是米尔斯交叉阵接收子阵水平指向性测 试的正视图、后视图、俯视图和侧视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明所述的米尔斯交叉阵多维度测试安装装置，包括：L型水平横梁1、 T型旋转套管2、T型定位套管3、基阵转接架4、螺栓5和加强筋6。所述L型水平横梁1 上的吊装法兰盘采用螺栓与测试平台进行固定，图1中对本发明中的一个螺栓进行标记，记 为5。

所述的L型水平横梁1穿过T型旋转套管2的水平管并采用螺栓穿过其上设置的通孔对 两者进行固定；L型水平横梁1上具有多组旋转套管安装孔7(通孔)，每组旋转套管安装孔 包括两行相互垂直的旋转套管安装孔7，且每行有两个旋转套管安装孔7，且每行的两个旋转 套管安装孔7与T型旋转套管2水平管上的两个一号通孔8的大小和间距相同(如图2、图3 所示)，通过选择L型水平横梁1上旋转套管安装孔可调节其伸出T型旋转套管2的长度， 利用一对螺栓穿过对应的孔实现两者固定。

所述的T型旋转套管2的垂直圆管穿套于T型定位套管3的垂直圆管内；T型定位套管 3的水平圆管套在基阵转接架4后端圆管上，如图1所示。所述的T型定位套管3的垂直圆 管上沿圆周竖直排列多对二号通孔10，也即所述T型定位套管的竖直管的周向上均匀设置有 至少两列的二号通孔10，每列二号通孔10有两个，且每对二号通孔的大小和间距与T型旋 转套管2垂直圆管上的定位套管安装孔9相同(如图3、图4)。所述的T型旋转套管2在穿 套于T型定位套管3后可以旋转，转至预设角度后利用一对螺栓穿过T型定位套管3垂直圆 管和T型旋转套管2垂直圆管上与该角度对应的孔对两者进行固定。

所述的基阵转接架4后端圆管上具有正交的两对三号通孔12，也即基阵转接架上设置有 两行相互垂直的三号通孔12，且每行三号通孔有两个，且每对三号通孔12的大小和间距与 基阵转接架4水平圆管上的两个基阵转接架安装孔11的大小和间距相同(如图4、图5所示)。 通过调整使用基阵转接架4后端圆管上的通孔，改变被测试米尔斯交叉阵的安装方向正“T” 型安装或侧倒“T”型安装，利用一对螺栓穿过对应的孔实现两者固定。

所述的L型水平横梁1、T型旋转套管2、T型定位套管3的拐角处均设置有加强筋6， 如图2、图3和图4所示。

所述的基阵转接架4通过其上法兰盘连接固定待测米尔斯交叉阵。

本发明中L型水平横梁1上与测试平台连接的法兰盘以及基阵转接架4上的法兰盘根据 平台及基阵法兰的形状可设计成不同的形状。

为了更加清晰地表述本发明的具体实施方式，以测量米尔斯交叉阵如图6所示，其中： 水平的为接收子阵，垂直的为发射子阵发射子阵和接收子阵的水平和垂直两维度上的指向性 为例给出具体应用实例。L型水平横梁1上法兰盘与测量平台旋转装置相连，通过旋转旋转 装置实现指向性测量，因此要求测量各指向性时相应子阵的声中心应处于旋转轴线上。共包 括三种装配方式实现上述指向性测量，具体为：

(1)发射子阵水平指向性和接收子阵垂直指向性测量装配方式见图7(a)、图7(b)、 图7(c)和图7(d)；

(2)发射子阵垂直指向性测量装配方式见图8(a)、图8(b)、图8(c)和图8(d)；

(3)接收子阵水平指向性测量装配方式见图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)。

除上述实例具体实施外，凡采用同等替换或等效变型而形成的相关技术方案均落在本发 明专利要求的保护范围内。