矢量水听器的芯片级减震结构的设计

在MEMS矢量水听器现有结构的基础上,设计出一种新型弹簧减震结构,期望利用该结构提高水听器抗噪能力。根据Ansys有限元仿真,确定出该弹簧的几何尺寸、劲度系数(k≈5 N/m)及弹簧的所在位置——弹簧设置为内外圈相互垂直的两对。仿真结果表明,该减震结构抑制流噪声能力可提高3倍以上,同时几乎不影响水听器的接收灵敏度。该芯片级弹簧减震结构具有一次集成、一致性好、易于组阵、工程应用方便等特点。

纤毛式矢量水听器新型封装结构的研究

针对仿鱼类侧线的敏感单元提出了一种新型的封装,即采用与透声帽相同材料的聚氨酯代替蓖麻油进行灌封,且聚氨酯仅淹没到纤毛的一半,该封装结构能够提高矢量水听器的灵敏度。建立了水听器封装结构的声学理论模型,并由此推导出新型封装结构的透声系数。采用ANSYS对矢量水听器敏感单元封装结构进行仿真,得出传感器的灵敏度为0.259 mV/Pa,共振频率为150 Hz。测试具有此封装结构的水听器样机,结果表明:该样机的声压灵敏度达到-188.9 dB,比蓖麻油封装结构的灵敏度(-197.7 dB)提高了8.8 dB;具有典型的"8"字型指向性的特征;工作频段为50 Hz～2 kHz。

声矢量阵目标估计的新方法

矢量传感器的阵信号处理是研究矢量阵工程化应用的重要内容,但其运算量大。针对这一问题,提出了一种矢量阵的改进MMUSIC算法,该方法将维纳滤波引入到MMUSIC算法中,避免了矩阵的特征值分解,降低了运算量。采用矢量传感器均匀线阵研究该算法的性能,进行了仿真研究和实验验证。计算机仿真和实验结果表明:提出的算法可以清晰分辨相干信号,其性能优于MMUSIC算法,从而验证了该算法的有效性和可行性。

T型MEMS矢量水听器的声纳测距研究

针对T型水听器灵敏度高,低频特性好,抗干扰能力强等优点,设计开发了一种单片机控制的水下声波测距系统。以声波在水中的传播速度为确定条件,使发声换能器发射声波,水听器接收声波,通过AT89S52单片机对声波测距系统的发射、接收时间的控制,计算出障碍物与水听器之间的距离。测试结果表明:系统可以稳定接收反射声波信号,实现短距离测量,测量误差小于1%。

仿生水听器设计、制造与测试

根据仿生鱼类侧线细胞纤毛原理,设计、制造并测试了一种新型双纤毛压阻水听器,用于检测水下声信号。与传统的压电水听器相比,这种水听器具有体积小和矢量性的优点。利用聚氨酯仿生细胞壁作为透声帽,利用硅油模拟细胞液和压阻微梁模拟感觉纤毛三层拾振结构,从而提高纤毛式水听器的可靠性。封装以后的纤毛式水听器采用振动台和矢量水听器校准系统进行测试,测得谐振频率为2.03 kHz,灵敏度可达-180 dB,具有余弦"8"字指向性。

流量计用超声波探头的研制

高精度流量计需要使用高发送电压响应的超声波探头,为此,文章设计了一种流量计用超声波探头。通过理论计算、建模仿真和封装测试,数据结果表明,该探头一致性好、灵敏度高、声源级高、水密可靠性好、计量准确。

一种椭球型便携式超声换能器的应用研究

随着人们生活水平的不断提高,除菌消毒、去除农药残留的需求日益受到关注。为此,文章研制了一种用于清洗机的椭球型便携式超声换能器,可施加最大电功率450W,稳定功率200W,声场辐射均匀且范围广。采用此型换能器的清洗机已批量生产,具有清洗效果好、速度快、低噪音、声辐射范围广、便携等优点。