水听器

摘要： 为了解决水听器人工配对过程烦琐耗时问题,本文首次研究了二维码技术在水听器配对过程中的应用可行性。试验结果表明,二维码标签不但试验后能被轻易识别,而且对水听器性能没有影响,成功验证了二维码技术在水听器配对过程中的应用可行性,为后续设备自动配对水听器奠定了坚实基础。

摘要： 为进一步认识弹性材料附近空化泡的溃灭噪声特性,开展了不同弹性材料附近空化泡溃灭噪声试验。试验中高速摄像机提供了空化泡与弹性边界的形态图像,低压脉冲装置用于产生电火花空化泡,空化泡噪声监测系统提供了空化泡溃灭噪声强度。结果表明:空化泡溃灭噪声传播经过弹性材料时会有一定程度的衰减。不同弹性边界条件下,空化泡溃灭噪声随无量纲距离的增加而增大。空化泡溃灭噪声与其溃灭收缩程度有关:当空化泡距离边界较近时,弹性模量较小的材料边界对空化泡溃灭收缩程度的影响较大,对应的溃灭噪声偏小。当距离边界较远时,弹性模量较小的材料边界对空化泡溃灭收缩程度的影响较小,对应的溃灭噪声偏大。研究成果对水利工程中的空化监测和空蚀防护问题具有一定指导意义。

摘要： 监测鱼类行为常用计算机视觉监测和声学信号监测技术两种方法,本文分析对比了这两种监测技术的应用。基于计算机视觉的鱼类行为监测技术是通过摄像机来记录鱼类的行为,但该方法存在数据处理难度大、误差大和数据不连续等缺点,主要以定性分析为主。声学标签系统是声学监测技术的一种主动识别方法,具有原位观察、定位准确、数据处理简单和数据连续性好等优点,可直接获得鱼类的二、三维运动轨迹等量化指标。基于声学标签系统的研究现状,提出了声学标签鱼类行为监测技术在渔业养殖、水利工程、水生态学等多门学科交叉的应用前景。

摘要： 悬臂梁水听器可在谐振频段接收低频水声信号,相比传统水听器,其不仅能提升灵敏度,还可获得更优越的探测性能,在海洋工程领域具有广阔的应用前景。该文基于声学超材料设计了一种新的悬臂梁水听器,研究了声学超材料的负等效原理及材料参数对谐振频率的影响,获得了降低悬臂梁水听器谐振频率的方法。在此基础上分析了单纯铜梁、三层铜-橡胶梁、五层铜-橡胶梁的一阶固有频率,并结合实际使用需求选用三层复合结构完成超材料悬臂梁水听器的设计。仿真分析结果表明,在相同尺寸情况下,该文设计的水听器比传统悬臂梁水听器具有更低的谐振频率。

摘要： 针对水听器的温度稳定性问题,该文研究了一种压电圆管水听器在环境温度变化时灵敏度的变化规律。通过圆管水听器在低频时自由场电压接收灵敏度计算公式,分析了温度对水听器的主要影响因素,并基于热力学理论分析计算了水听器灵敏度随温度的变化规律。实测了一种圆柱形压电陶瓷的电容随温度的变化,以及该压电陶瓷在不同包覆材料下的电容和灵敏度随温度的变化情况,并比较分析了其与理论值的差异。结果表明,水听器灵敏度与温度负相关,水听器电容与温度正相关,与理论分析一致。理论值与实际测量值的差异主要是由水听器表面包覆材料本身热膨胀特性及其声阻抗的温度特性导致。

摘要： 文中主要针对基于水听器法超声换能器声场特性参数校准进行研究,包括超声换能器声场特性校准装置的系统组成和技术指标、声场特性参数校准方法;对超声换能器声场特性参数进行实验研究,并对实验结果和理论结果进行比较分析。以验证文中提出的系统和方法的可实现性和可靠性,为计量行业研究人员对超声换能器声场特性参数的实现提供参考。

摘要： 为实现非刚性管中的换能器低频灵敏度校准,提出了基于互易常数修正的管中灵敏度校准方法。首先,基于管中非刚性边界条件和声压的方程进行了互易常数的推导及修正,并围绕管中互易常数的修正开展了仿真分析,得到测量频率段互易常数的修正值;其次,搭建实验系统开展了基于互易法的管中换能器的灵敏度测量研究。研究表明,管中互易常数的修正使互易换能器灵敏度值更加接近自由场互易法测得的灵敏度值。在0.5~4 kHz频率范围,补偿后的互易换能器灵敏度级最大起伏为-1.41 dB,极大改善了未修正的测量情况,与自由场测量值的误差较小,符合声学计量要求。通过对实验与仿真进行对比分析,验证了该方法的有效性和准确性。

摘要： 该文介绍了一种由5×5个半径为200μm圆形阵列组成,应用于水听器的高性能压电微机电系统(MEMS)声波器件,尺寸为3 mm×3 mm。采用钪掺杂(质量分数为20%)增强了AlN薄膜的压电系数,并通过双电极结构配置及优化结构尺寸来增强声压作用下的电信号输出,以实现压电MEMS声波器件具有更好的接收灵敏度。声波器件在空气中的接收灵敏度为-166.8 dB(Ref.1 V/μPa),比相同结构基于AlN薄膜的声波器件约高2.6 dB。在50 Hz~3 kHz带宽范围内,器件灵敏度曲线变化小于1.5 dB,具有平坦的声学响应。结果表明,基于Al_(0.8)Sc_(0.2)N薄膜的压电MEMS声波器件具有更高的接收灵敏度,经水密封装制成的水听器可应用于管道泄漏探测及海洋噪声监测等工程中。

摘要： 对高频压力计和水听器的原理、技术、结构功能、软件开发要点等进行研究,并结合嘉兴市域外配水工程的实践案例来进行具体分析,报告了目前长距离输水管线安全监测中的空白点等现状。论文主要解决了以下3个问题:(1)长输管道水锤在线防护监测问题;(2)长输管道爆管、细微漏损的安全隐患;(3)管网异常运行在线监测问题。

摘要： 航空声呐浮标是通过水听器采集水下目标辐射的噪声来实现探测功能。为了避免波浪引起的振动对水听器造成干扰,设计一套由弹性绳和阻尼盘组成的减振系统。建立减振系统模型,分析影响减振效果的因素。通过选择合适的弹性绳可以有效地调节系统的固有频率,通过改变阻尼盘可以明显调整系统振动幅值。进行实测试验,研究弹性绳的弹力系数变化特点。根据研究的方法和结论,可以很好地指导新型声呐浮标水下减振系统设计。

摘要： 运动声源速度的估计一直以来都是水声学备受关注的问题之一,速度的估计方法多见于目标运动分析,例如TMA,多普勒测速,声学相关测速技术.此外还有学者在波数域对互相关信号进行频谱分析估计目标运动速度.Kuperman提出基于单阵元不同距离的声压差信号谱分析得到速度估计量的方法.本文对实验数据进行处理,提出了一种利用等深双水听器估计水平波数,计算运动声源径向速度的方法.

摘要： 通过将warping变换与群延迟理论相结合,提出了一种基于单水听器的浅海波导宽带声源被动测距的方法.宽带声信号在浅海波导中以不同阶简正波叠加的形式传播,各阶简正波到达水听器的时刻也各不相同,利用warping变换可以对各阶简正波进行有效分离.对分离后的信号进行时频分析处理后可以得到任意两阶简正波在各个频点下的时延,将其结果与群延迟理论相结合,可推导出声源传播距离的计算公式.在已知海水声速剖面以及海深两个主要环境参数的情况下,即可对声源进行准确的被动测距.该方法计算量小,测量简单方便.仿真处理结果验证了本方法的可行性.

摘要： 水听器可以在小尺寸的混响水池内进行校准.本文针对水听器的互易校准法,提出了一种在混响水池中采用空间平均法进行校准的方法.该方法可以避免了水池内直达声的作用,并消除简正波的影响得到混响场内声学参数,适用于小尺寸的混响水池.校准相同频率范围的水声换能器参数,需要的混响水池体积比消声水池体积小得多.根据水听器的校准频率范围选择适当的校准混响水池尺寸,测定混响水池的混响时间确定混响场的互易常数,采用声源发射单频连续正弦信号,将发射换能器和接收换能器在混响区域内进行空间平均,得到相应电学参量,进而计算得到待测水听器的接收灵敏度.本文进行了详细的实验描述和结果分析,通过对水听器校准结果与其出厂自由场校准结果进行对比,测量误差不超过1.0dB,A类不确定度不超过0.13dB,由此证明了该方法的可行性.

摘要： 本文在水听器间相位一致性校准测试方面,基于校准水听器声压灵敏度的几种方法,开展了振动液柱法、声管法、耦合腔互易法的水听器间相位一致性校准方法研究.设计了水听器间相位一致性的三种校准装置,分别进行了校准测试,结果表明三种校准方法可行,可进行中低频范围内的水听器间相位校准.

摘要： 本文提出一种利用激光测振仪校准水听器绝对灵敏度的新机制.通过推导声波在水介质与空气介质交界面处的传播特性,得到水面质点振速与均匀水介质中声压的量化关系,利用激光测振仪测得水面的质点振速量值,进而计算得到声压绝对量值,实现对水听器灵敏度的校准.建立了实验校准装置,采用光学法在1kHz到200kHz频率范围内对B&K8105水听器的灵敏度进行了校准.为了进行验证,将激光法校准的结果与三换能器互易法的校准结果进行比较,二者吻合良好.这种测量机制消除了声光效应和膜片支架的影响,同时,该方法具有操作实施简便、准确度高等优点.

摘要： 针对无损检测所用的超声探头,介绍了基于水听器的超声探头性能测试原理,以及探头性能测试标准的发展.通过水听器对声场空间扫描可得到声场声压分布数据,提供波束宽度、指向性以及扩散角等参数的测量,为无损检验探头的部分声场参数评价提供可靠依据.本文还重点介绍了国内外几种测量系统,分析了各系统的优劣.采用水听器单点测量势必会造成测量效率较低,阵列式水听器将会成为趋势.

摘要： 本文仿真分析了标量水听器抛物线型阵在不同弯曲程度下的抗左右舷模糊性能，获得了阵列的左右舷抑制比。仿真分析表明，抛物线型阵的弯曲程度越大，其抗左右舷模糊能力越强，同时抗左右舷模糊的角度范围也越大。在处理不同中心频率不同带宽比的宽带信号时，抛物线型阵分辨左右舷模糊的能力有所不同，且不同弯曲程度下的抛物线型阵随信号中心频率的变化趋势也有所不同。

摘要： 在理想情况下,共形阵上的水听器对来自不同方向的信号响应相同,大多数波束形成算法也都以此为前提.然而在实际应用中,由于受到基阵架障板的遮挡和散射,以及来自搭载平台的强干扰等因素的影响,导致基阵上各个水听器对接收同一信号的响应不一致,使得实际基阵的阵列流形与理论信号处理算法产生失配,削弱了舷侧阵的性能.

摘要： 根据高压消声水罐的尺寸及内部的声场布置分析其声传播途径,并通过实际测量,研究其内部声场起伏特性,确定在不同频率下的声场变化情况,为更好的开展水声换能器及水听器在高压水罐内的测试与校准提供了依据.

摘要： 以相空间重构理论为基础,采用延迟坐标法对实测辐射噪声和环境背景噪声序列进行了相空间重构.利用Lyapunov指数分析和分形维数分析方法在重构的相空间中提取了混沌序列的最大Lyapunov指数和分形维数特征,通过实测数据的分析计算表明,水下噪声具有混沌特性,混沌特征表现出的差异为水下目标的检测和识别提供了新的指导思路.

摘要： 本发明涉及一种声压水听器与矢量水听器组合体积阵，包括圆柱网状结构的支撑框架，位于支撑框架内部，由多根声压水听器线阵排布成细腰鼓形阵列；位于支撑框架外部，由沿周向均匀排列的多条矢量水听器线阵排布成的圆柱状阵列；支撑框架顶部安装有与水密电缆连接的水密电子舱，声压水听器线阵、矢量水听器线阵的信号线缆全部连接到水密电子舱。本发明采用一体化设计，方便吊放，采用矢量水听器阵列结合声压水听器阵列，实现宽频带水下辐射噪声测量的空间增益，实现20Hz‑200Hz频段空间增益从0dB增加至4.8dB，200Hz‑500Hz频段空间增益从2dB‑3dB增加至7dB‑8dB。

摘要： 一种水听器硫化模具及水听器的硫化方法，水听器硫化模具包括下模（2）和上模（4），下模腔（1）的近上模（4）端具有凸台部（5）和梯形渐变段，上模具有环形溢胶槽（7），还包括密封圈（12）、盖板（8）、橡胶板（9）；硫化包括以下步骤：将水听器（14）与上模（4）连接；往下模腔（1）浇注胶液；将水听器（14）及上模（4）与下模连接；水听器（14）的一端逐步插入下模腔（1）内；胶液面因排挤上移，至积胶槽（10）和环形溢胶槽（7）内；安放了水听器（14）的上模（4）继续往下模（2）方向装入，安装到位后，旋紧滚花螺钉（13）；将盖板（8）压紧；将硫化后的水听器（14）取出。

摘要： 本发明涉及传感器领域，公开了一种光纤水听器阵段结构和光纤水听器阵列结构，该光纤水听器阵段结构包括：水听器单元和支撑单元；支撑单元包括：螺旋支撑骨架、器件支撑骨架、套管和填充层；螺旋支撑骨架上套设有多个器件支撑骨架，水听器单元套接在螺旋支撑骨架上，相邻两个器件支撑骨架之间及水听器单元与器件支撑骨架之间均设有填充层，且水听器单元、器件支撑骨架和填充层均套接在套管内。本发明通过在螺旋支撑骨架上套设器件支撑骨架和水听器单元，在相邻器件支撑骨架及水听器单元与支撑骨架之间设置填充层，并套接套管，有效实现了对光纤和水听器单元的保护，提高了密封性能，使该结构具备很强的抗拉能力，能长期在恶劣的深海环境中使用。

摘要： 本发明提供一种水听器、水听器阵列以及水听器系统，属于水声传感技术领域，其可解决现有的水听器敏感度较低，水听器阵列的空间定位效果不好的问题。本发明的水听器，包括：第一外壳，第一外壳上具有第一开口，第一外壳限定出内部空间；设置在第一开口处的感应膜片，感应膜片和第一外壳间形成水密封连接；光纤，光纤经由设置于第一外壳上的第一引导孔进入内部空间，光纤包括位于内部空间中的输入段和输出段；输入段上设有光纤光栅，输入段和输出段之间的连接部与感应膜片连接，输入段远离连接部的一端固定，使得输入段处于张紧状态。

摘要： 本发明公开了一种AIN压电薄膜水听器芯片单元、芯片以及水听器。其中，AIN压电薄膜水听器芯片单元，包括由下向上依次设置的SOI基片、AIN压电层以及电极层；其中，电极层包括正电极和负电极；正电极设置于电极层的中心区域，且呈圆形；负电极设置于电极层的外侧边缘区域，且呈环形；其中，正电极所占面积为电极层面积的70％，负电极所占面积为电极层面积的20％。本发明通过改进AIN压电薄膜水听器芯片单元中正负电极的排布方式，利于提高水听器芯片单元的正负电荷采集效率，进而增加了正电极与负电极之间的电势差，从而提高了AIN压电薄膜水听器芯片的灵敏度，进一步保证了水听器的灵敏度。

摘要： 本发明公开了一种双层AIN压电薄膜水听器芯片单元，其包括由下向上依次设置的SOI基片、第一AIN压电层、第一电极层、隔离层、第二AIN压电层以及第二电极层；第一电极层与第一AIN压电层的外缘轮廓的形状和大小均相同；第一电极层包括第一正电极和第一负电极；第一正电极设置于第一电极层的中心区域且呈圆形；第一负电极设置于第一电极层的外侧边缘区域且呈环形；第二电极层与第二AIN压电层的外缘轮廓的形状和大小均相同；第二电极层包括第二正电极和第二负电极；第二正电极设置于第二电极层的中心区域且呈圆形；第二负电极设置于第二电极层的外侧边缘区域且呈环形。本发明利于提高压电效率以及压电电荷的采集效率，从而提高水听器芯片的灵敏度。

摘要： 本发明公开了一种MEMS矢量水听器芯片及MEMS矢量水听器，包括锚点，其由两层硅片组成，下面的一层为衬底层，上面的一层为声学敏感结构层；声学敏感结构的一端与锚点固定连接、另一端朝向远离锚点的方向延伸形成为自由端，声学敏感结构可在声波的作用下发生变形受到应力作用；至少一组电阻元件包括设于声学敏感结构的与锚点连接的一端上的第一电阻元件和设于声学敏感结构层上的第二电阻元件，第一电阻元件和第二电阻元件的初始值相同且共同组成一个惠斯通电桥；电阻元件连接有两个输出端口。采用单支点结构，可以有效减小封装应力对水听器的影响，采用硅片加工而成，大大降低原材料成本，成本低。

摘要： 本发明公开了一种用于水听器的自动增益控制电路及具有其的水听器，其中自动增益控制电路包括可变增益放大器、峰峰值检测电路、积分器和限幅电路。其中可变增益放大器的输入端接入水声信号，可变增益放大器的输出端连接峰峰值检测电路的输入端，峰峰值检测电路的输出端依次通过积分器及限幅电路反馈至可变增益放大器的控制端。根据上述技术方案的自动增益控制电路，通过闭环的自动增益控制电路，能提供较大的增益可调范围的同时保持较好的线性度，扩展了水听器的动态范围。

摘要： 本实用新型公开了一种嵌套式水听器阵元及水听器阵列。本实用新型所述的水听器阵元包括中空的支撑件、固定在所述支撑件外侧的水听器主体元件以及将所述支撑件以及所述水听器主体元件包封的第一灌封层。本实用新型的水听器阵元采用管状结构，用于主缆从水听器阵元中间圆孔穿过，无需支出水听器，给整个水听器结构系统带来极大方便。

摘要： 本实用新型公开了水听器卡座及水听器保护管，其中水听器卡座包括卡座本体；所述卡座本体为开有缺口的、可弹性形变的非闭合形圆环，卡座本体上设有若干凹槽。其中水听器保护管，包括用于置放水听器的管体，管体内设有上述水听器卡座。本实用新型通过将水听器置放于水听器卡座开有缺口的非闭合形圆环内部，利用水听器卡座缺口圆环的弹性将水听器夹紧固定，进而再将水听器安装到对应的保护管中，整体结构合理巧妙，适用性高，稳定性好。