一种水下声源装置的制作方法

本实用新型涉及探测声源领域，尤其涉及一种水下声源装置。

背景技术：

我国领海具有大量的深海区域，具有巨量的油气和“可燃冰”资源储备，同时亦关系到我国海洋权益、经济发展和国家安全等核心利益。在我国的深海、远海区域布置适当的应急设备，在必要时进行远程唤醒，用来勘探、救援甚至防卫，是非常有必要的。水下信息通讯需要一种体积小巧、使用方便、声源级可控的低频声源。随着技术发展和不同应用对声源性能的特殊要求，人们对水下声源的要求也越来越高。

目前，主要水下低频声源主要有：电声换能器声源、炸药爆炸声源、激光声源和流体动力式声源。电声换能器声源利用电声换能器将电信号转换成声信号。然而，电声换能器成本较高，体积大，不适于灵活应用，对于高功率的换能器来说，空化现象和近场效应也限制了其进一步的发展。爆炸式低频声源比较成熟，应用最为广泛的有空气枪、等离子声源这两大类。等离子体低频声源的声发射机理主要是利用了液电效应，即将高储能电容存储的能量在水中瞬间放电形成巨大的脉冲电流，从而将电能直接变为爆炸能形成超声速的激波向外传播，然后衰减为声脉冲。爆炸式声源在最近也有新的发展，2010年美国发表了一种可燃型水下声源，机理是将一种燃料和氧化剂注入声源最下部的燃烧腔，使用点火装置使得混合燃料产生燃烧而使得燃烧腔最底部的振动膜产生振动而向外辐射声波，声源的声能量主要集中在10Hz到100Hz低频段，声源级可以到达不低于180dB。液体动力式声源是将液态流体中的涡流能量转换成声波。激光声源也是声源研究的热点之一，激光声源发射声波的声源级可以到220dB以上，频带可以覆盖几赫兹到几百千赫兹，激光声源在水下目标定位、通信和探测上具有很大的发展空间。然而，激光声源的效率较低，要形成较高声源级的声源，需要大功率的激光发生器，这限制了激光声源的发展。综上，传统的爆炸式声源能量转化低，声源级不可控，甚至会污染环境；电声换能器声源容易发生空化，频率和功率不易控制；激光声源的声源级依赖于高能量激光器的发展。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种水下声源装置，以解决现有现有水下声源装置声源级不可控的问题。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种水下声源装置，包括：声源口、声源装置本体及振动片，所述声源口的一端用于连接外部气源，所述声源口的另一端与所述声源装置本体的一端连通；所述声源装置本体包括上声腔、下声腔、排气盖、声窝以及连接于所述上声腔和所述下声腔之间的连接腔，所述声窝位于所述声源装置本体上所述连接腔的外侧，所述声窝上设有用于传播声源的传播孔，所述排气盖设于所述声源装置本体的另一端；所述振动片的一端位于所述连接腔内，所述振动片的另一端与所述声窝连接。

进一步地，所述上声腔、所述连接腔及所述下声腔所构成的形状为葫芦形状。

进一步地，所述声源口的侧壁上设有开孔，所述开孔与所述上声腔连通。

进一步地，还包括与所述排气盖连接的固定件，所述固定件用于固定所述排气盖。

进一步地，所述固定件包括阀门和弹性件，所述阀门与所述排气盖连接；所述弹性件的一端与所述阀门连接，所述弹性件的另一端与所述声源装置本体的外侧连接；所述阀门用于在压强达到预设值时松开弹性件，从而打开排气盖。

进一步地，所述弹性件为扭簧。

进一步地，所述声窝的形状为喇叭形。

进一步地，所述声源装置本体为圆柱形状。

进一步地，所述声源装置本体的侧壁上设有多个通孔。

进一步地，所述振动片为钛合金材料制成的振动片。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：气源口连接外部气源，气体经过上声腔和下声腔之间的连接腔时引起振动片振动以释放声源，声源通过声窝传播，通过控制气体的能量大小，即可实现对声源级的控制。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的水下声源装置示意图；

图2为图1所示水下声源装置的分解图；

图3为图1所示水下声源装置的截面图。

图中：1、声源口；11、开孔；2、声源装置本体；21、上声腔；22、下声腔；23、排气盖；24、声窝；241、传播孔；25、连接腔；26、通孔；3、振动片；4、固定件；41、阀门；42、弹性件；43、销钉。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示，本实用新型实施例提供的水下声源装置，包括：声源口1、声源装置本体2及振动片3，声源口1的一端用于连接外部气源，声源口1的另一端与声源装置本体2的一端连通；声源装置本体2包括上声腔21、下声腔22、排气盖23、声窝24以及连接于上声腔21和下声腔22之间的连接腔25，声窝24位于声源装置本体2上连接腔25的外侧，声窝24上设有用于传播声源的传播孔241，排气盖23设于声源装置本体2的另一端，与下声腔22连接；振动片3的一端位于连接腔25内，振动片3的另一端与声窝24连接。外部气源为高压气体，例如高压二氧化碳气体；高压液态二氧化碳经过高温后汽化，将汽化后的二氧化碳气体通入声源口1，声源口1为圆柱形状，声源口1的侧壁上设有开孔11，开孔11的数量为4个，开孔11与上声腔21连通，气体通过开孔11冲入上声腔21内，从上声腔21进入下声腔22内，连接腔25的开口比上声腔21和下声腔22的直径小，因此，气体通过连接腔25时产生巨大能量，巨大的能量引起振动片3振动，振动片3为钛合金材料制成的振动片，从而产生低频声源，声源通过声窝24上的传播孔241传播出去，其中传播孔241的数量为4-6个，通过控制通入气体的能量，即可控制声源级。声窝24的形状为喇叭形，从而可以对声源进行定向，提高声源的指向性。

排气盖23上连接有固定件4，固定件4用于固定排气盖23，在达到预设压强之前，固定件4将排气盖23固定在声源装置本体2上。固定件4包括阀门41和弹性件42，阀门41与排气盖23连接；弹性件42的一端与阀门41连接，弹性件42的另一端与声源装置本体2的外侧连接；阀门41的一端设有销钉43，弹性件42为扭簧，扭簧套设在销钉43上，扭簧的一端与阀门41相抵触，另一端与声源装置本体2抵触。阀门41用于在压强达到预设值时松开弹性件42，从而打开排气盖23。具体为：随着气体的持续通入，下声腔22内的压强不断增强，达到阀门41的最大限度时，气体冲开阀门41，阀门41推动弹性件42移动，从而使气体冲开排气盖23，排放气体，排气完成后，声源发声结束。

作为优选的实施方式，上声腔21、连接腔25及下声腔22所构成的形状为葫芦形状，从而利于气体冲入上声腔21后，在连接腔25处瞬间产生巨大的冲击振动，从而产生巨大的能量，增加声源的传输距离。

作为优选的实施方式，声源装置本体2为圆柱形状，声源装置本体2的侧壁上设有多个通孔26，从而利于整个声源装置减轻重量，便于携带。

本实用新型提供的水下声源装置，气源口连接外部气源，气体经过上声腔和下声腔之间的连接腔时引起振动片振动以释放声源，声源通过声窝传播，通过控制气体的能量大小，即可实现对声源级的控制。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。