Комбинированный гидроакустический приемник

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована для измерения параметров гидроакустических шумов в морях и океанах. Существо технического решения заключается в том, что комбинированный гидроакустический приемник (КГП) содержит сферический корпус, внутри которого расположены три векторных канала, каждый из которых выполнен в виде двух биморфных пьезоэлектрических элементов расположенных напротив друг друга. Оси чувствительности каждого из векторных каналов образуют декартову систему координат, начало которой совпадает с центром сферического полого корпуса. Снаружи корпуса КГП расположен гидрофон, выполненный из двух элементов, закрепленных напротив друг друга. (8 з.п. ф-лы; 1 ил.).

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована для измерения параметров гидроакустических шумов в морях и океанах.

Известен комбинированный гидроакустический приемник (КГП), принятый за прототип, содержащий сферический полый корпус, гидрофонный канал, подключенный выходом к первому усилителю, векторный канал, выполненный в виде двух последовательно соединенных биморфных пьезоэлектрических элементов, расположенных внутри сферического корпуса и подключенных к второму усилителю /А.С. СССР 243981, Кл. G10L 1/00, 1969/.

Недостатками прототипа является отсутствие возможности измерения направления распространения звуковых колебаний.

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, является получение возможности измерения трех компонент интенсивности акустического поля.

Данный технический результат достигают за счет того, что известный КГП, содержащий сферический полый корпус, гидрофонный канал, подключенный выходом к первому усилителю, векторный канал, выполненный в виде двух последовательно соединенных биморфных пьезоэлектрических элементов, расположенных внутри сферического корпуса и подключенных к второму усилителю, содержит два дополнительных аналогичных векторных канала, выполненных в виде двух последовательно соединенных биморфных пьезоэлектрических элементов, расположенных внутри сферического корпуса и подключенных соответственно к дополнительно введенным третьему и четвертому усилителям, при этом биморфные пьезоэлектрические элементы каждого векторого канала попарно установлены на корпусе напротив друг друга, а оси чувствительности векторных каналов образуют декартову систему координат, причем гидрофонный канал выполнен виде двух полых пьезоэлектрических элементов, закрепленных снаружи сферического корпуса напротив друг друга и электрически соединенных параллельно.

КГП дополнительно может содержать шпильки, установленные напротив друг друга снаружи сферического корпуса симметрично относительно его центра.

Сферический корпус КГП может быть выполнен из негигроскопической пластмассы, причем две прессованные полусферы, могут быть соединенных болтами, при этом внутренняя полость корпуса герметизируется резиновой прокладкой.

Биморфные пьезоэлектрические элементы КГП могут быть выполнены в виде дисков закрепленных в центрах на опорах.

Внутри сферического полого корпуса симметрично относительно одной из его осей может быть установлена плата для четырех усилителей и аналогичная пустая плата.

КГП может дополнительно содержать коммутатор и четыре электрических конденсатора, равных по емкостям емкостям соответствующих гидрофонного и векторного каналов и установленных на плате для четырех усилителей, при этом выходы конденсаторов, гидрофонного и векторного каналов выполнены с возможностью управляемого подключения к входам соответствующих усилителей с помощью коммутатора.

На внутреннюю поверхность сферического корпуса нанесено многослойное металлическое напыление, электрически соединенное с металлическими покрытиями гидрофона и с общей шиной платы усилителей.

На наружную поверхность гидрофона нанесено металлическое покрытие.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена конструктивная схема КГП.

Приемник содержит сферический полый корпус 1 и полый пьезоэлектрический гидрофон 2, выполненный из двух элементов 2₁ и 2₂, закрепленных снаружи сферического корпуса 1.

Имеются также три векторных канала, расположенных внутри корпуса 1, каждый из которых выполнен в виде двух биморфных пьезоэлектрических элементов 3₁ и 3₂, попарно установленных напротив друг друга. Оси X, Y, Z чувствительности каждого из векторных каналов образуют декартову систему координат, начало координат которой совпадает с центром сферического полого корпуса 1.

Внутри полого корпуса 1, симметрично относительно одной из его осей, расположена плата 4 четырех усилителей и аналогичная пустая плата 5.

К корпусу 1 прикреплены шпильки 6, установленные напротив друг друга симметрично относительно центра корпуса, выполненного из негигроскопической пластмассы.

Корпус 1 выполнен из двух прессованных полусфер, соединенных болтами (на чертеже не показано).

Биморфные пьезоэлементы 3 выполнены в виде закрепленных в центрах дисков на опорах (не оцифрованы).

На наружные поверхности гидрофона 2 нанесено гидроизолированное металлическое покрытие.

На внутреннюю поверхность сферического корпуса 1 нанесено многослойное металлическое напыление, электрически соединенное с металлическими покрытиями гидрофона и с общей шиной платы усилителей (на чертеже не приведена).

Элементы гидрофона закреплены на корпусе 1 на пластмассовых втулках 7.

На плате 4 усилителей установлены конденсаторы, электрическая емкость каждого из которых равна электрической емкости соответствующего векторного канала, при этом выходы конденсаторов и соответствующих каналов выполнены с возможностью их подключения к соответствующему усилителю, например, с помощью реле или коммутатора (на чертеже не показаны).

КГП работает следующим образом.

При воздействии звуковой волны на КГП с гидрофона 2 и с векторных каналов 3 получают электрические сигналы, пропорциональные соответственно акустическому давлению и колебательной скорости частиц среды в звуковой волне по трем координатам X, Y, Z.

Принятые сигналы усиливаются предварительными усилителями и по линиям связи (на чертеже не показаны) направляются на обработку и регистрируются.

Перед началом и окончанием работы проводится сквозная электрическая калибровка каналов, включая линию связи и контроль работоспособности всех систем.

1. Комбинированный гидроакустический приемник, содержащий сферический полый корпус, гидрофонный канал, подключенный выходом к первому усилителю, векторный канал, выполненный в виде двух последовательно соединенных биморфных пьезоэлектрических элементов, расположенных внутри сферического корпуса и подключенных к второму усилителю, отличающийся тем, что содержит два дополнительных аналогичных векторных канала, выполненных в виде двух последовательно соединенных биморфных пьезоэлектрических элементов, расположенных внутри сферического корпуса и подключенных соответственно к дополнительно введенным третьему и четвертому усилителям, при этом биморфные пьезоэлектрические элементы каждого векторого канала попарно установлены на корпусе напротив друг друга, а оси чувствительности векторных каналов образуют декартову систему координат, причем гидрофонный канал выполнен виде двух полых пьезоэлектрических элементов, закрепленных снаружи сферического корпуса напротив друг друга и электрически соединенных параллельно.

2. Комбинированный гидроакустический приемник по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит шпильки, установленные напротив друг друга снаружи сферического корпуса симметрично относительно его центра.

3. Комбинированный гидроакустический приемник по п.1, отличающийся тем, что сферический корпус выполнен из негигроскопической пластмассы.

4. Комбинированный гидроакустический приемник по п.3, отличающийся тем, что сферический корпус выполнен из двух прессованных полусфер, соединенных болтами, при этом внутренняя полость корпуса герметизируется резиновой прокладкой.

5. Комбинированный гидроакустический приемник по п.1, отличающийся тем, что биморфные пьезоэлектрические элементы выполнены в виде дисков, закрепленных в центрах на опорах.

6. Комбинированный гидроакустический приемник по п.1, отличающийся тем, что внутри сферического полого корпуса симметрично относительно одной из его осей установлена плата для четырех усилителей и аналогичная пустая плата.

7. Комбинированный гидроакустический приемник по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит коммутатор и четыре электрических конденсатора, равных по емкостям емкостям соответствующих гидрофонного и векторного каналов и установленных на плате для четырех усилителей, при этом выходы конденсаторов, гидрофонного и векторного каналов выполнены с возможностью управляемого подключения к входам соответствующих усилителей с помощью коммутатора.

8. Комбинированный гидроакустический приемник по п.6 или 7, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность сферического корпуса нанесено многослойное металлическое напыление, электрически соединенное с металлическими покрытиями гидрофона и с общей шиной платы усилителей.

9. Комбинированный гидроакустический приемник по п.1, отличающийся тем, что на наружную поверхность гидрофона нанесено металлическое покрытие.