專利名稱：水聽器指向性測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種水聽器指向性測試裝置。
背景技術：
水聽器是利用材料的特性以及它與周圍環境相互作用產生的種種調制效應，探測液體中壓力、聲音等信號的儀器。在民用領域，水聽器可以通過檢測水聲信號進行石油勘探、海洋生物監測、海底考察等。在軍事領域，水聽器作為聲納系統的最前端，承擔著探測敵方目標信號的作用。作為一種重要的裝備，水聽器必須保證良好的性能。因此，在水聽器的生產、使用過程中都必須對其性能進行測試。而水聽器的指向性是一項重要的被測指標。水聽器指向性是水聽器的發送響應或自由場靈敏度隨發送或入射聲波方向變化的特性，它通常用指向性圖、指向性因數、指向性指數表示。在指向性測試方法中，一般要求滿足遠場條件或者在自由場測試(GB/T 7965-2002)。該方法的原理是將待測水聽器放置在自由場的遠場條件中例如消聲水池、 湖、海，通過轉動待測水聽器，記下各個方向上水聽器的輸出值，繪出待測水聽器的指向性圖(張振宇等，光纖矢量水聽器指向性測試及銳化技術，應用聲學，2009，vol.28, No. 5, pp. 350-355) ο然而，該方法的最大缺點是需要滿足遠場條件或者在自由場測試。一般需要建造較大規模的消聲水池或者在湖、海中進行。成本十分昂貴。此外，該方法需要轉動水聽器， 傳統采用手動操作，誤差較大。在測試水聽器參數時，振動液柱法是一種比較常用的方法。該方法成本低、體積較小，適合在實驗室中使用。使用振動液柱法可對水聽器的聲壓靈敏度(CN 101813511A，張文濤等，一種水聽聲壓靈敏度測試裝置)、相位一致性(CN 101762322A，張文濤等，水聽器相位一致性測試裝置)等參數進行測試。但是目前的測試裝置并不完全適用于測試水聽器指向性。因此，本發明提出一種用于水聽器指向性測試的裝置，該裝置可以使用振動臺和液柱缸，通過電機來實現水聽器指向性的測試。這是降低水聽器的測試成本、推廣水聽器的研究領域所必需解決的重要技術問題。
發明內容
(一)要解決的技術問題有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種水聽器指向性測試裝置，以解決水聽器指向性測試中體積大、成本高昂、誤差較大的問題。(二)技術方案為達到上述目的，本發明提供了一種水聽器指向性測試裝置，包括安裝于下基礎10上的振動臺20，用于產生振動信號；
安裝于振動臺20上方的液柱缸30，作為測試的容器；安裝于上基礎50上的旋轉支架40，用于夾持和轉動待測水聽器；其中，所述旋轉支架40包括支撐桿41、安裝于支撐桿41端部的外環42、安裝于外環42內部的內環43、套于內環43外部的皮帶45、安裝在支撐桿41上的電機46和安裝于內環43上的皮筋44。上述方案中，所述振動臺20具有可移動部分21和法蘭盤22，該可移動部分21通過法蘭盤22與液柱缸30連接，以保證液柱缸30的重心與振動臺20的振動方向重合。上述方案中，所述皮筋44不少于3根，并且均勻分布在內環43的周向。上述方案中，所述電機46是通過皮帶45帶動內環43在外環42內部繞內環43圓心轉動。上述方案中，所述外環42由上環420和基座環421構成，其中上環420和基座環 421由不少于三個螺栓固定形成卡槽，用來固定內環43。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果1、本發明提供的這種水聽器指向性測試裝置，可以通過在振動臺20和液柱缸30 來建立聲場，測試水聽器的指向性，避免了野外進行湖試和海試，降低了水聽器指向性測試的成本和體積。2、本發明提供的這種水聽器指向性測試裝置，可以通過自動控制電機46的方式實現水聽器指向性的自動化測試，提高了測試結果的效率和準確性。
圖1為本發明提供的水聽器指向性測試裝置的示意圖；圖2為本發明提供的水聽器指向性測試裝置的旋轉支架40的一種實施例結構的示意圖。圖3為本發明提供的水聽器指向性測試裝置的外環42的一種實施例結構的示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。請參照圖1至圖2，該水聽器指向性測試裝置包括安裝于下基礎10上的振動臺 20，用于產生振動信號；以及安裝于振動臺20上方的液柱缸30，作為測試的容器；安裝于上基礎50上的旋轉支架40，用于夾持和轉動待測水聽器。振動臺20具有可移動部分21和法蘭盤22，振動臺20的可移動部分21通過法蘭盤22與液柱缸30連接，以保證液柱缸30的重心與振動臺20的振動方向重合。旋轉支架40用于安裝待測水聽器，包括支撐桿41、安裝于支撐桿41端部的外環42、安裝于外環42內部的內環43、套于內環43外部的皮帶45、安裝在支撐桿41上的電機46，以及安裝于內環43上的皮筋44。請參照圖3，外環42由上環420和基座環421兩部分構成，上環420和基座環421 由不少于三個螺栓固定形成卡槽，用來固定內環43。
本發明提供的水聽器指向性測試裝置的使用方法可結合附圖1說明。將振動臺20 安裝于下基礎10上，在振動臺20的可移動部分21上安裝法蘭盤22，并將液柱缸30安裝于法蘭盤22上，其安裝方式一般為螺栓連接。在液柱缸中裝入其容量2/3左右的水。將內環 43安裝于外環42形成卡槽中，并將待測水聽器固定于旋轉支架的皮筋44上，保證待測水聽器的中心與內環43的中心重合。將外環42安裝于支撐桿41端部，將電機安裝于支撐桿側面，其安裝方式一般為螺栓連接，最后用皮帶45把電機46和內環43連接。旋轉夾具40固定于上基礎50上，不隨液柱缸一起振動。當液柱缸30振動時，帶動其中的液體一起振動， 從而使待測水聽器感受到的聲壓發生變化。水聽器指向性測量可分為自動記錄和逐點記錄。自動記錄時，將振動臺20保持單一頻率振動，預先設定電機46轉動速度，通過電機46轉動帶動內環43轉動，內環43轉動引起待測水聽器軸向角度的變化，待測水聽器旋轉的同時記錄下水聽器的輸出值，待測水聽器旋轉一周后就可繪圖得到待測水聽器的指向性圖。待測水聽器的旋轉速度不能太快， 否則，數據記錄的滯后效應和待測水聽器的抖動會引起附加誤差，因此電機46轉動速度必須非常慢。逐點記錄時，將振動臺20保持單一頻率振動，通過電機46轉動帶動內環43轉動， 內環43轉動引起待測水聽器軸向角度的變化，預先設定電機46轉動與待測水聽器軸向角度變化的關系，例如電機46每走1步，待測水聽器旋轉1度。待測水聽器軸向角度每變化5 度或其它角度，測量并記錄待測水聽器的輸出值，待測水聽器軸向角度變化一周后，就可繪圖得到待測水聽器的指向性圖。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種水聽器指向性測試裝置，其特征在于，包括安裝于下基礎(10)上的振動臺(20)，用于產生振動信號；安裝于振動臺00)上方的液柱缸(30)，作為測試的容器；安裝于上基礎(50)上的旋轉支架(40)，用于夾持和轉動待測水聽器；其中，所述旋轉支架GO)包括支撐桿(41)、安裝于支撐桿端部的外環(42)、安裝于外環G2)內部的內環(43)、套于內環03)外部的皮帶(45)、安裝在支撐桿上的電機(46)和安裝于內環(43)上的皮筋(44)。
2.根據權利要求1所述的水聽器指向性測試裝置，其特征在于，所述振動臺O0)具有可移動部分和法蘭盤(22)，該可移動部分通過法蘭盤0 與液柱缸(30)連接， 以保證液柱缸(30)的重心與振動臺OO)的振動方向重合。
3.根據權利要求1所述的水聽器指向性測試裝置，其特征在于，所述皮筋G4)不少于 3根，并且均勻分布在內環03)的周向。
4.根據權利要求1所述的水聽器指向性測試裝置，其特征在于，所述電機G6)是通過所述皮帶0 帶動內環^幻在外環0 內部繞內環圓心轉動。
5.根據權利要求1所述的水聽器指向性測試裝置，其特征在于，所述外環0 由上環 (420)和基座環(421)構成，其中上環(420)和基座環021)由不少于三個螺栓固定形成卡槽，用來固定內環(43)。
全文摘要
本發明公開了一種水聽器指向性測試裝置，包括安裝于下基礎(10)上的振動臺(20)，用于產生振動信號；安裝于振動臺(20)上方的液柱缸(30)，作為測試的容器；以及安裝于上基礎(50)上的旋轉支架(40)，用于夾持和轉動待測水聽器。利用本發明，解決了水聽器指向性測試中體積大、成本高昂、誤差較大的問題。
文檔編號G01H3/00GK102279042SQ20111012183
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月11日 優先權日2011年5月11日
發明者劉育梁, 宋曉燕, 張文濤, 李芳 申請人:中國科學院半導體研究所