CN117805793A - 一种全反射声筛及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全反射声筛，自下而上依次包括声波反射底板、隔板和声波反射盖板，所述隔板和声波反射盖板粘合为一个整体后开设有若干个呈环形分布的圆形通孔，再将声波反射底板粘接在隔板上，所述通孔的内侧壁粘接有薄膜；其中，隔板和薄膜为消声材料。通过本发明提供的声筛滤波，主动声呐的后向散射波会得到很好的消噪处理，因此会探测到更远更小的目标，对目标的定位也会更精确。本发明提供的声筛结构简单、轻便、廉价，能显著提高主动声呐的探测能力，具有应用和产业市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及水声工程技术领域，具体为一种全反射声筛及其制备方法和应用。
背景技术
声纳是一种非常重要的科考装备，随着越来越多的海洋区域被探索，如何完成海洋资源的勘探受到各国极大的重视。其利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通信任务，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。
但主动声呐发射的声波会被环境噪声干扰，而造成对目标的分辨困难。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种全反射声筛及其制备方法和应用，以解决背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种全反射声筛，自下而上依次包括声波反射底板、隔板和声波反射盖板，所述隔板和声波反射盖板粘合为一个整体后开设有若干个呈环形分布的圆形通孔，再将声波反射底板粘接在隔板上，所述通孔的内侧壁粘接有薄膜；其中，隔板和薄膜为消声材料，所述通孔的分布为：
其中，Rn为通孔中心距离声波反射盖板中心的半径距离；f为***的焦距；n代表第n圈通孔，在第n圈的通孔最大为：
优选地，所述隔板和声波反射盖板的厚度总和为：
其中，
进一步的，d为隔板的厚度，t为声波反射盖板的厚度，k为整数，λ为选定的声波在水中的波长。
优选地，所述声波反射底板与隔板、声波反射盖板的形状、大小相适配，均为圆形。
优选地，所述声波反射底板与声波反射盖板为任何良好的反射声波材料，包括但不限于为表面平滑的瓷板或铜板。
优选地，所述隔板和薄膜为聚氨酯橡胶。
本发明提供一种全反射声筛的制备方法，
包括如下步骤：
(1)选材，选取声波反射底板、隔板和声波反射盖板，其中声波反射底板和声波反射盖板为表面平滑的瓷板或铜板，隔板为消声材料；
(2)先将隔板和声波反射盖板粘合为一个整体，然后打通孔；
(3)打孔完成后与声波反射底板粘合，并在声波反射盖板的孔内粘涂消声材料薄层；
(4)将步骤(3)粘合后的整体结构外圈加边框封装固定，即可使用。
本发明应用于声呐降噪滤波。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的声筛会把正向入射的波长是λ的波聚到焦点上，而在焦点上其它波长的和来自其它方向的声波则不会聚集，因此会很弱。将声呐置于本发明声筛的声波焦点处，就能很好探测主动声呐的回波。
本发明提供的声筛对声波的方向和频率都有很好的选择性，即能很好地过滤掉不想要的来自不同方向或具有不同频率的噪声波，而把信号声波高质量聚焦到半波长的范围内，能有效的帮助声呐获得水体中的探测信号。
通过本发明提供的声筛滤波，主动声呐的后向散射波会得到很好的消噪处理，因此会探测到更远更小的目标，对目标的定位也会更精确。本发明提供的声筛结构简单、轻便、廉价，能显著提高主动声呐的探测能力，具有应用和产业市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-图2为本发明实施例提供的一种全反射声筛的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的制作流程图。
附图标记说明：
1-声波反射底板，2-隔板，3-声波反射盖板，4-通孔，5-薄膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
如图1-图2所示，本发明提供了一种全反射声筛，自下而上依次包括声波反射底板1、隔板2和声波反射盖板3，所述隔板2和声波反射盖板3粘合为一个整体后开设有若干个呈环形分布的圆形通孔4，再将声波反射底板1粘接在隔板2上，所述通孔4的内侧壁粘接有薄膜5，再在整个装置外圈加边框封装固定后即可使用；其中，隔板2和薄膜5为消声材料，本实施例提供的通孔4形状为圆形，但不能作为对本发明的限制，
每一圈环上的通孔4之间的间隙尽量缩短，
所述通孔4的分布为：
其中，Rn为通孔中心距离声波反射盖板中心的半径距离；f为焦距，图2中P为焦点，n代表第n圈通孔，在第n圈的通孔最大为：
进一步的，所述隔板2和声波反射盖板3的厚度总和为：
其中，
d为隔板2的厚度，t为声波反射盖板3的厚度，k为整数，λ为所选定的声波在水中的波长。这里k＝0，1，2，3，...，是任意大的整数。隔板2的厚度为声波反射盖板3的2-6倍。
本发明提供的声筛会把正向入射的波长是λ的波聚到焦点上，而在焦点上其它波长的和来自其它方向的声波则不会聚集，因此会很弱。将声呐置于本发明声筛的声波焦点处，就能很好探测主动声呐的回波。
进一步的，所述声波反射底板1与隔板2、声波反射盖板3的形状、大小相适配，本实施例所提供的形状示意均为圆形，但该形状并不能作为对本发明的限制。
进一步的，所述声波反射底板1与声波反射盖板3为任何良好的反射声波材料，包括但不限于为表面平滑的瓷板或铜板。
进一步的，所述隔板2和薄膜5包括但不限于聚氨酯橡胶。
如图3所示，本发明提供了一种全反射声筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选材，选取声波反射底板1、隔板2和声波反射盖板3，其中声波反射底板1和声波反射盖板3为表面平滑的瓷板或铜板，隔板2为消声材料；
(2)先将隔板2和声波反射盖板3粘合为一个整体，然后打通孔；
(3)打孔完成后与声波反射底板1粘合，并在声波反射盖板3的孔内粘涂消声材料薄层；
(4)将步骤(3)粘合后的整体结构外圈加边框封装固定，即可使用。
本发明提供的一种全反射声筛，可应用于声呐降噪滤波，对声波选向选频和消噪音。任何由此方法衍生出的对声波选向选频和消噪音的方法，均属于本发明的应用。
通过本发明提供的声筛滤波，主动声呐的后向散射波会得到很好的消噪处理，因此会探测到更远更小的目标，对目标的定位也会更精确。本发明提供的声筛结构简单、轻便、廉价，能显著提高主动声呐的探测能力，具有应用和产业市场前景。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种全反射声筛，其特征在于，自下而上依次包括声波反射底板(1)、隔板(2)和声波反射盖板(3)，所述隔板(2)和声波反射盖板(3)粘合为一个整体后开设有若干个呈环形分布的圆形通孔(4)，再将声波反射底板(1)粘接在隔板(2)上，所述通孔(4)的内侧壁粘接有薄膜(5)；其中，隔板(2)和薄膜(5)为消声材料，所述通孔(4)的分布为：
其中，Rn为通孔中心距离声波反射盖板中心的半径距离；f为***的焦距；n代表第n圈通孔，在第n圈的通孔最大为：
2.如权利要求1所述的一种全反射声筛，其特征在于，所述隔板(2)和声波反射盖板(3)的厚度总和为：
其中，
进一步的，d为隔板(2)的厚度，t为声波反射盖板(3)的厚度，k为整数，λ为选定的声波在水中的波长。
3.如权利要求1所述的一种全反射声筛，其特征在于，所述声波反射底板(1)与隔板(2)、声波反射盖板(3)的形状、大小相适配，均为圆形。
4.如权利要求1所述的一种全反射声筛，其特征在于，所述声波反射底板(1)与声波反射盖板(3)为表面平滑的瓷板或铜板。
5.如权利要求1所述的一种全反射声筛，其特征在于，所述隔板(2)和薄膜(5)为聚氨酯橡胶。
6.一种全反射声筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选材，选取声波反射底板(1)、隔板(2)和声波反射盖板(3)，其中声波反射底板(1)和声波反射盖板(3)为表面平滑的瓷板或铜板，隔板(2)为消声材料；
(2)先将隔板(2)和声波反射盖板(3)粘合为一个整体，然后打通孔；
(3)打孔完成后与声波反射底板(1)粘合，并在声波反射盖板(3)的孔内粘涂消声材料薄层；
(4)将步骤(3)粘合后的整体结构外圈加边框封装固定，即可使用。
7.如权利要求1所述的一种全反射声筛，其特征在于，应用于声呐降噪滤波。
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