一种探头换能器声学性能检测装置
技术领域
本发明涉及中频换能器技术领域，特别涉及一种探头换能器声学性能检测装置。
背景技术
1500年前,希腊著名战略家也米斯托克利说：“谁控制了海洋,谁就控制了一切。”随着我国海军走向深蓝，作为为保障航行安全、水声对抗、作战实时数据支持的设备，测量水文条件的声线轨迹仪越来越多的被使用，而作为装备核心技术的换能器，由于其自身结构及调试过程中对水体环境的特殊要求，外加因素干扰容易影响换能器性能测试，这会造成换能器性能检测的不准确，在后期调试过程中增加检测过程难度及不能排除自身的质量隐患。
在调试和修理过程中，稳定和控制测试水体中的水温和流动，为测试过程提供稳定的环境。
原调试过程由于换能器无固定工装装置，需要频繁手持入水和出水进行测量，如有偏差需再次重复调整测量，直至指标合格，工作过程操作复杂控制难度大及人为干扰因素大，主要受过程中反复出入水体，带入了非必要的接触性导热和水体的非必要扰动。对测量本体产生了环境干扰，影响了测量的精度和准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种探头换能器声学性能检测装置，以解决现有的换能器在检测过程中干扰因素较大，影响了测量的精度和准确性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种探头换能器声学性能检测装置，包括水箱箱体，所述水箱箱体为上端开口的半封闭箱体，所述水箱箱体中填充有纯水，所述纯水的水位线到达所述水箱箱体顶端；
所述水箱箱体中央固定连接有检测机构，所述检测机构完全浸没于所述水位线以下；
所述检测机构中放置有探头换能器，所述探头换能器部分浸没于所述纯水中进行检测；
所述检测机构侧面固定安装有温控机构，用于控制所述纯水的水温。
可选的，所述检测机构分为检测底座和检测支架，所述检测底座固定连接于所述水箱箱体底部，所述检测支架通过所述检测底座悬空固定于所述水箱箱体内部。
可选的，所述检测支架为顶面和正面开放，其余个面均封闭的放置架，所述探头换能器从所述顶面放入所述检测支架。
可选的，所述探头换能器顶端A面为调整面与所述探头换能器主体螺纹连接；底端B面为接收面与所述所述探头换能器主体固定连接；所述探头换能器两侧C面和D面为支撑面，与所述检测机构接触配合。
可选的，所述温控机构包括第一温度计和第二温度计，所述第一温度计和所述第二温度计分别固定连接于所述检测机构同一侧的不同高度，分别用于监控不同水深的水温。
可选的，所述第一温度计和所述第二温度计的探针均靠近所述探头换能器的中心点。
可选的，所述水箱箱体内壁固定安装有加热机构，所述加热机构为若干根环形可调加热管，均匀排布于所述水箱箱体内壁。
可选的，所述水箱箱体内部固定安装有恒温机构，将所述加热机构对所述纯水产生的热量，快速并平均的散布于整个所述水箱箱体中，使所述水箱箱体中的纯水快速达到温度均值，降低热对流幅度，从而减少对检测过程造成的影响。
可选的，所述探头换能器与外围电路电连接；所述外围电路提供所述探头换能器的发射信号并处理接收信号进行信号转换，通过测量仪表输出有效的信号数值。
在本发明中提供了一种探头换能器声学性能检测装置，包括水箱箱体，所述水箱箱体为上端开口的半封闭箱体，所述水箱箱体中填充有纯水，所述纯水的水位线到达所述水箱箱体顶端；所述水箱箱体中央固定连接有检测机构，所述检测机构完全浸没于所述水位线以下；所述检测机构中放置有探头换能器，所述探头换能器部分浸没于所述纯水中进行检测；所述检测机构侧面固定安装有温控机构，用于控制所述纯水的水温。该探头换能器声学性能检测装置有效的固定了探头换能器的入水姿态，提高了检测效率，调节测试环境每组测试要求，最大程度上降低和消除非必要接触性导热和水体的非必要扰动；使测量、调整和验证实现同步进行，并且调整数据实时采集，使测量结果更加精准。
附图说明
图1是本发明提供的一种探头换能器声学性能检测装置的整体结构示意图；
图2是本发明提供的一种探头换能器声学性能检测装置的俯视图；
图3是本发明提供的一种探头换能器声学性能检测装置探头换能器的结构示意图；
图4是本发明提供的一种探头换能器声学性能检测装置探头换能器的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种探头换能器声学性能检测装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种探头换能器声学性能检测装置，如图1和图2所示，包括水箱箱体1，所述水箱箱体1为上端开口的半封闭箱体，所述水箱箱体1中填充有纯水，所述纯水的水位线11到达所述水箱箱体1顶端；所述水箱箱体1中央固定连接有检测机构2，所述检测机构2完全浸没于所述水位线11以下；所述检测机构2中放置有探头换能器3，所述探头换能器3部分浸没于所述纯水中进行检测；所述检测机构2侧面固定安装有温控机构4，用于控制所述纯水的水温；所述温控机构4包括第一温度计41和第二温度计42，所述第一温度计41和所述第二温度计42分别固定连接于所述检测机构2同一侧的不同高度，分别用于监控不同水深的水温；所述第一温度计41和所述第二温度计42的探针根据实际条件，要求尽可能的靠近所述探头换能器3的中心点，从而测得最小误差的温度值；所述第一温度计41和所述第二温度计42能够根据需要使用水银式或电子式温度计。
进一步的，所述检测机构2分为检测底座21和检测支架22，所述检测底座21固定连接于所述水箱箱体1底部，所述检测支架22通过所述检测底座21悬空固定于所述水箱箱体1内部，所述检测支架22为顶面和正面开放，其余个面均封闭的放置架，所述探头换能器3从所述顶面放入所述检测支架22。
具体的，如图3所示，所述探头换能器3顶端A面为调整面与所述探头换能器3主体螺纹连接；底端B面为接收面与所述所述探头换能器3主体固定连接；所述探头换能器3两侧C面和D面为支撑面，与所述检测机构2接触配合，通过卡槽的方式与所述检测机构2滑动连接。
具体的，如图4所示，所述水箱箱体1内壁固定安装有加热机构5，所述加热机构5为若干根环形可调加热管，均匀排布于所述水箱箱体1内壁；所述水箱箱体1内部固定安装有恒温机构6，将所述加热机构5对所述纯水产生的热量，快速并平均的散布于整个所述水箱箱体1中，使所述水箱箱体1中的纯水快速达到温度均值，降低热对流幅度，从而减少对检测过程造成的影响；所述探头换能器3与外围电路7电连接；所述外围电路7提供所述探头换能器3的发射信号并处理接收信号进行信号转换，通过测量仪表8输出有效的信号数值。
具体的，将所述探头换能器3采用垂直方向卡槽式安装于所述检测机构2中；在操作中所述水位线11要求没过所述检测机构2并低于所述探头换能器3的调整面(A面)，目的是既保持所述调整面(A面)和所述接收面(B面)之间充满实验水体(纯水)。在调整时能够快速操作所述调整面(A面)，不会对实验水体造成非必要波动，减少水环境干扰对温度产生的影响。所述检测机构2采用了框架结构能够减少实验水体流动阻力，使所述恒温机构6发挥更好的作用。
声速的经验公式
声波是一种弹性波，它的速度由下列式子确定的：
其中K的体积弹性模量，ρ为密度，K和ρ都是温度T/盐度S和静压力P的函数。声速对这三个量的以来关系通常用经验公式来表示。
这个公式包括单独依赖于温度、盐度和静压压力的各项以及同时依赖这三个量的项的和。
按照温度T(℃)以及盐度S(‰)计算声速的公式。
c＝1449.30+Δcp+ΔcT+ΔcS+ΔcTPS
其中
Δcp＝1.5848×10-1P+1.572×10-5P2-3.46×10-12P4
ΔcT＝4.587T-5.356×10-2T2+2.604×10-4T3
ΔcS＝1.19(S-35)+9.6×10-2(s-35)3
ΔcTPS＝1.35×10-5T2P-7.19×10-7TP2-1.2×10-2(S-35)T
静压力P(千克/厘米2)与深度Z(米)的关系为
P＝1.033+10.28126×10-1z+2.38×10-7z2-6.8×10-17z4
由于是纯水，不用考虑盐度。
温度升高引起水体积弹性模量K值增加和密度ρ减小，而声速随之增加。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
