一种单驱动超低频振动系统的制作方法

：本技术属于超低频振动系统，具体涉及一种单驱动超低频振动系统。

背景技术

0、背景技术：

1、海洋中传播着各种来源于不同自然声源的声波，其中由海洋运动、地震等引起的甚低频水下声、频率低至0.01hz以下。为了对海洋中声波特性进行研究或利用声波在海洋中的传播特性来探索、开发海洋或研究气候都必须对海洋中的超低频信号进行测量。

2、为了保证这种测量的准确有效，必须对超低频水声设备预先进行校准。这样就需要建立超低频水声声压校准系统，对水听器超低频范围内的声压灵敏度进行校准。

3、由于在超低频段产生可测声压所需声源振动幅度相当大，所以在超低频测量水听器的校准中利用普通的方法产生水中超低频信号是非常困难的。

4、要形成超低频水声声压场，亟需研制超低频振动系统，以满足超低频段校准的需要。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种单驱动超低频振动系统，该单驱动超低频振动系统可用于在超低频频率范围内精确校准水听器的声压灵敏度，满足超低频段校准的需要。

2、本实用新型的技术解决方案是，提供一种单驱动超低频振动系统,用于在超低频频率范围内精确校准水听器的声压灵敏度，该系统包括：

3、测量水腔，其包括圆筒状的水腔，水腔底端密封连接有换能器安装座，换能器安装座上设有换能器，水腔中注满水，水腔的顶端密封连接有水听器安装座，水听器安装座中心贯穿设有水听器，水听器下端向下延伸，水听器与水听器安装座之间水密连接；

4、控制盒，控制盒内设有伺服电机驱动器、空气开关，控制盒上还设有bnc插头、开关；

5、振动机构，其包括固定框、伺服电机和减速机、偏心轮、连接杆、接头、导向轴和套管，把伺服电机和减速机连接，减速机固定在固定框上，减速机的输出轴与偏心轮过盈配合，导向轴与固定框顶板滑动连接，导向轴下端贯穿固定框顶板并深入固定框中与接头连接，连接杆21的两端分别通过轴承连接偏心轮与接头；

6、开口容器，开口容器下端设有连杆，连杆与导向轴上端连接，开口容器通过连通管与测量水腔连通，开口容器内装有水。

7、由于超低频水中声波具有波长长和振动幅度大的特点，因此，可以通过周期性变化被测水听器在自由水表面下的深度来得到这种交变的静水压力，从而对水听器进行校准。

8、本实用新型工作时，来自信号发生器的驱动信号输入至伺服电机驱动器，经放大后，以脉冲电流驱动伺服电机，伺服电机接入传动比是1：10的减速机，经减速机输出到偏心轮，偏心轮带动连接杆、导向轴把回转运动转换成垂直直线简谐运动。

9、伺服电机通电转动以后，将开口容器上下移动产生的压力变化传导到测量水腔，就可以在密闭的测量水腔内形成一个交变压力的超低频水声声压场。通过调节伺服电机的旋转速度，可以控制声场的交变压力变化的频率，从而满足水听器超低频段声压灵敏度校准的需要。

10、作为优选，水腔由不锈钢材料加工而成，其壁厚为28-35mm，内径190-210mm。

11、作为优选，水腔上端内部具有台阶孔，水听器安装座中心设有中心孔，水听器套入到水听器安装座的中心孔内，水听器安装座置于水腔上端的台阶孔内，并用固定板和蝶形螺钉固定。

12、作为优选，偏心轮上加工有不同偏心距的螺纹孔，用于跟连接杆连接。这样可实现不同的垂直直线简谐运动振幅，且垂直直线简谐运动振幅最大为100mm，进而可以使测量水腔内达到不同的交变静水压，满足超低频段校准需要。

13、作为优选，连接杆两端嵌有精密轴承，连接杆的两端分别通过轴承连接偏心轮与接头。这样可有效降低振动机构运动过程中的冗余振动与噪声。

14、作为优选，偏心轮通过沉头螺钉固定在减速机的输出轴上，防止偏心轮在旋转过程中脱落。

15、作为优选，连接杆通过套管与导向轴上端连接，连接杆与套管上端螺纹连接，套管下端与导向轴上端螺纹连接。

16、作为优选，导向轴上套设有可滑动的螺母块，螺母块与固定框顶板固定连接。另外，螺母块内设有滚珠，导向轴24竖直方向上开有与滚珠滑动配合的滑槽，滚珠可在滑槽内滚动，这样可防止导向轴在运动过程中旋转，也可以使导向轴上下运动更平顺。

17、作为优选，减速机的传动比为1：10。

18、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

19、1、采用单个伺服电机驱动，结构简化，便于加工和安装维护；

20、2、该振动系统冗余振动小，噪声低；

21、3、该振动系统可用于在超低频频率范围内精确校准水听器的声压灵敏度，满足超低频段校准的需要，并且振幅大，使得测量水腔内静水压交变振幅大，便于水听器声压灵敏度信号的采集；

22、4、伺服电机驱动器、空气开关等控制部件集成在振动机构底座内，外观更加美观。

技术特征：

1.一种单驱动超低频振动系统,其特征在于:该系统包括测量水腔(2)、控制盒(13)、振动机构(4)、开口容器(6)；

2.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于，水腔(9)由不锈钢材料加工而成，其壁厚为28-35mm，内径190-210mm。

3.根据权利要求2所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于:水腔(9)上端内部具有台阶孔，水听器安装座(11)中心设有中心孔，水听器(10)套入到水听器安装座(11)的中心孔内，水听器安装座(11)置于水腔(9)上端的台阶孔内，并用固定板(12)和蝶形螺钉固定。

4.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于:偏心轮(20)上加工有不同偏心距的螺纹孔，用于跟连接杆(21)连接，以实现不同的垂直直线简谐运动振幅，且垂直直线简谐运动振幅最大为100mm。

5.根据权利要求4所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于：连接杆(21)两端嵌有精密轴承，连接杆(21)的两端分别通过轴承连接偏心轮(20)与接头(22)。

6.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于：偏心轮(20)通过沉头螺钉固定在减速机(18)的输出轴上。

7.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于：连接杆(21)通过套管(25)与导向轴(24)上端连接，连接杆(21)与套管(25)上端螺纹连接，套管(25)下端与导向轴(24)上端螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于：导向轴(24)上套设有可滑动的螺母块，螺母块与固定框(23)顶板固定连接，螺母块内设有滚珠，导向轴(24)竖直方向上开有与滚珠滑动配合的滑槽，滚珠可在滑槽内滚动。

9.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于：减速机(18)的传动比为1：10。

10.根据权利要求1所述的单驱动超低频振动系统，其特征在于：套管(25)上下两端及侧面都加工有螺纹孔，上下两端分别与开口容器(6)、导向轴(24)连接，侧面螺纹孔与一个固定螺钉配合，用于开口容器(6)的锁紧固定。

技术总结本技术涉及一种单驱动超低频振动系统,用于在超低频频率范围内精确校准水听器的声压灵敏度，该系统包括：测量水腔，其包括圆筒状的水腔，水腔底端密封连接有换能器安装座，换能器安装座上设有换能器，水腔中注满水，水腔的顶端密封连接有水听器安装座，水听器安装座中心贯穿设有水听器，水听器下端向下延伸，水听器与水听器安装座之间水密连接。本技术可用于在超低频频率范围内精确校准水听器的声压灵敏度，满足超低频段校准的需要。技术研发人员：朱学文,徐卓华,陈毅受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一五研究所技术研发日：20231208技术公布日：2024/7/25