专利名称：水听器指向性测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种水听器指向性测试装置。
背景技术：
水听器是利用材料的特性以及它与周围环境相互作用产生的种种调制效应，探测液体中压力、声音等信号的仪器。在民用领域，水听器可以通过检测水声信号进行石油勘探、海洋生物监测、海底考察等。在军事领域，水听器作为声纳系统的最前端，承担着探测敌方目标信号的作用。作为一种重要的装备，水听器必须保证良好的性能。因此，在水听器的生产、使用过程中都必须对其性能进行测试。而水听器的指向性是一项重要的被测指标。水听器指向性是水听器的发送响应或自由场灵敏度随发送或入射声波方向变化的特性，它通常用指向性图、指向性因数、指向性指数表示。在指向性测试方法中，一般要求满足远场条件或者在自由场测试(GB/T 7965-2002)。该方法的原理是将待测水听器放置在自由场的远场条件中例如消声水池、 湖、海，通过转动待测水听器，记下各个方向上水听器的输出值，绘出待测水听器的指向性图(张振宇等，光纤矢量水听器指向性测试及锐化技术，应用声学，2009，vol.28, No. 5, pp. 350-355) ο然而，该方法的最大缺点是需要满足远场条件或者在自由场测试。一般需要建造较大规模的消声水池或者在湖、海中进行。成本十分昂贵。此外，该方法需要转动水听器， 传统采用手动操作，误差较大。在测试水听器参数时，振动液柱法是一种比较常用的方法。该方法成本低、体积较小，适合在实验室中使用。使用振动液柱法可对水听器的声压灵敏度(CN 101813511A，张文涛等，一种水听声压灵敏度测试装置)、相位一致性(CN 101762322A，张文涛等，水听器相位一致性测试装置)等参数进行测试。但是目前的测试装置并不完全适用于测试水听器指向性。因此，本发明提出一种用于水听器指向性测试的装置，该装置可以使用振动台和液柱缸，通过电机来实现水听器指向性的测试。这是降低水听器的测试成本、推广水听器的研究领域所必需解决的重要技术问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种水听器指向性测试装置，以解决水听器指向性测试中体积大、成本高昂、误差较大的问题。(二)技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种水听器指向性测试装置，包括安装于下基础10上的振动台20，用于产生振动信号；
安装于振动台20上方的液柱缸30，作为测试的容器；安装于上基础50上的旋转支架40，用于夹持和转动待测水听器；其中，所述旋转支架40包括支撑杆41、安装于支撑杆41端部的外环42、安装于外环42内部的内环43、套于内环43外部的皮带45、安装在支撑杆41上的电机46和安装于内环43上的皮筋44。上述方案中，所述振动台20具有可移动部分21和法兰盘22，该可移动部分21通过法兰盘22与液柱缸30连接，以保证液柱缸30的重心与振动台20的振动方向重合。上述方案中，所述皮筋44不少于3根，并且均勻分布在内环43的周向。上述方案中，所述电机46是通过皮带45带动内环43在外环42内部绕内环43圆心转动。上述方案中，所述外环42由上环420和基座环421构成，其中上环420和基座环 421由不少于三个螺栓固定形成卡槽，用来固定内环43。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果1、本发明提供的这种水听器指向性测试装置，可以通过在振动台20和液柱缸30 来建立声场，测试水听器的指向性，避免了野外进行湖试和海试，降低了水听器指向性测试的成本和体积。2、本发明提供的这种水听器指向性测试装置，可以通过自动控制电机46的方式实现水听器指向性的自动化测试，提高了测试结果的效率和准确性。
图1为本发明提供的水听器指向性测试装置的示意图；图2为本发明提供的水听器指向性测试装置的旋转支架40的一种实施例结构的示意图。图3为本发明提供的水听器指向性测试装置的外环42的一种实施例结构的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。请参照图1至图2，该水听器指向性测试装置包括安装于下基础10上的振动台 20，用于产生振动信号；以及安装于振动台20上方的液柱缸30，作为测试的容器；安装于上基础50上的旋转支架40，用于夹持和转动待测水听器。振动台20具有可移动部分21和法兰盘22，振动台20的可移动部分21通过法兰盘22与液柱缸30连接，以保证液柱缸30的重心与振动台20的振动方向重合。旋转支架40用于安装待测水听器，包括支撑杆41、安装于支撑杆41端部的外环42、安装于外环42内部的内环43、套于内环43外部的皮带45、安装在支撑杆41上的电机46，以及安装于内环43上的皮筋44。请参照图3，外环42由上环420和基座环421两部分构成，上环420和基座环421 由不少于三个螺栓固定形成卡槽，用来固定内环43。
本发明提供的水听器指向性测试装置的使用方法可结合附图1说明。将振动台20 安装于下基础10上，在振动台20的可移动部分21上安装法兰盘22，并将液柱缸30安装于法兰盘22上，其安装方式一般为螺栓连接。在液柱缸中装入其容量2/3左右的水。将内环 43安装于外环42形成卡槽中，并将待测水听器固定于旋转支架的皮筋44上，保证待测水听器的中心与内环43的中心重合。将外环42安装于支撑杆41端部，将电机安装于支撑杆侧面，其安装方式一般为螺栓连接，最后用皮带45把电机46和内环43连接。旋转夹具40固定于上基础50上，不随液柱缸一起振动。当液柱缸30振动时，带动其中的液体一起振动， 从而使待测水听器感受到的声压发生变化。水听器指向性测量可分为自动记录和逐点记录。自动记录时，将振动台20保持单一频率振动，预先设定电机46转动速度，通过电机46转动带动内环43转动，内环43转动引起待测水听器轴向角度的变化，待测水听器旋转的同时记录下水听器的输出值，待测水听器旋转一周后就可绘图得到待测水听器的指向性图。待测水听器的旋转速度不能太快， 否则，数据记录的滞后效应和待测水听器的抖动会引起附加误差，因此电机46转动速度必须非常慢。逐点记录时，将振动台20保持单一频率振动，通过电机46转动带动内环43转动， 内环43转动引起待测水听器轴向角度的变化，预先设定电机46转动与待测水听器轴向角度变化的关系，例如电机46每走1步，待测水听器旋转1度。待测水听器轴向角度每变化5 度或其它角度，测量并记录待测水听器的输出值，待测水听器轴向角度变化一周后，就可绘图得到待测水听器的指向性图。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种水听器指向性测试装置，其特征在于，包括安装于下基础(10)上的振动台(20)，用于产生振动信号；安装于振动台00)上方的液柱缸(30)，作为测试的容器；安装于上基础(50)上的旋转支架(40)，用于夹持和转动待测水听器；其中，所述旋转支架GO)包括支撑杆(41)、安装于支撑杆端部的外环(42)、安装于外环G2)内部的内环(43)、套于内环03)外部的皮带(45)、安装在支撑杆上的电机(46)和安装于内环(43)上的皮筋(44)。
2.根据权利要求1所述的水听器指向性测试装置，其特征在于，所述振动台O0)具有可移动部分和法兰盘(22)，该可移动部分通过法兰盘0 与液柱缸(30)连接， 以保证液柱缸(30)的重心与振动台OO)的振动方向重合。
3.根据权利要求1所述的水听器指向性测试装置，其特征在于，所述皮筋G4)不少于 3根，并且均勻分布在内环03)的周向。
4.根据权利要求1所述的水听器指向性测试装置，其特征在于，所述电机G6)是通过所述皮带0 带动内环^幻在外环0 内部绕内环圆心转动。
5.根据权利要求1所述的水听器指向性测试装置，其特征在于，所述外环0 由上环 (420)和基座环(421)构成，其中上环(420)和基座环021)由不少于三个螺栓固定形成卡槽，用来固定内环(43)。
全文摘要
本发明公开了一种水听器指向性测试装置，包括安装于下基础(10)上的振动台(20)，用于产生振动信号；安装于振动台(20)上方的液柱缸(30)，作为测试的容器；以及安装于上基础(50)上的旋转支架(40)，用于夹持和转动待测水听器。利用本发明，解决了水听器指向性测试中体积大、成本高昂、误差较大的问题。
文档编号G01H3/00GK102279042SQ20111012183
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者刘育梁, 宋晓燕, 张文涛, 李芳 申请人:中国科学院半导体研究所