超低頻矢量水聽(tīng)器技術(shù)研究.pdf

1、在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，為了解決水聲工程中的大量聲學(xué)問(wèn)題，都是使用聲壓水聽(tīng)器及其基陣，平時(shí)所說(shuō)的水聽(tīng)器也就是指聲壓水聽(tīng)器，現(xiàn)有的對(duì)各種聲現(xiàn)象的描述以及描述的這些聲現(xiàn)象的規(guī)律也都是基于聲壓量的。然而，隨著人們對(duì)水聲科學(xué)研究的不斷深入，越來(lái)越多的問(wèn)題已經(jīng)不能完全依靠水聲聲壓水聽(tīng)器及其基陣來(lái)很好地解決了，如水聲聲強(qiáng)測(cè)量、水下噪聲源的空間定位和輻射聲功率等問(wèn)題的出現(xiàn)。如何正確地測(cè)量水聲聲強(qiáng)、確定水下噪聲源的空間位置和其輻射功率的大小，迫使人們尋求其它

2、解決途徑，很快矢量水聽(tīng)器便是成為解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。 矢量水聽(tīng)器通常是指振速水聽(tīng)器和聲壓梯度水聽(tīng)器，按結(jié)構(gòu)的不同可以分為力學(xué)型和慣性型兩種。不動(dòng)外殼型矢量水聽(tīng)器屬力學(xué)型矢量水聽(tīng)器，而同振型則屬慣性型矢量水聽(tīng)器。本文研究的是三維同振球型矢量水聽(tīng)器，該水聽(tīng)器由球體外殼、壓電加速度計(jì)、前置放大器、質(zhì)量塊、填充物、柔性懸置元件和框架組成。 本文詳細(xì)闡述了振速水聽(tīng)器和聲壓梯度水聽(tīng)器的構(gòu)成和工作原理，并以三維同振球型矢量水聽(tīng)

3、器為研究重點(diǎn)，對(duì)同振球型矢量水聽(tīng)器的力學(xué)模型進(jìn)行了理論分析，并指出：壓電加速度計(jì)的共振頻率至少應(yīng)高于矢量水聽(tīng)器上限工作頻率的三倍以上；質(zhì)量塊的重量約為加速度計(jì)十倍以上；球體密度控制在1～1.1(g/cm3)，使球體具有近似中性浮力；柔性懸掛元件的共振頻率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于矢量水聽(tīng)器工作頻率的下限。 通過(guò)本文研究制作的三維同振球型矢量水聽(tīng)器，利用矢量水聽(tīng)器靈敏度和指向性測(cè)量裝置，在消聲水池中進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，結(jié)果證明其指向性圖具有“8”字形指