本實(shí)用新型涉及一種基于阻抗分析的水下固定“頻率目標(biāo)”定位的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及基于阻抗分析理論的水下固定頻率目標(biāo)探測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，還沒(méi)有一個(gè)快捷、簡(jiǎn)便、有效的方法來(lái)迅速對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的水下固定“頻率目標(biāo)”進(jìn)行探測(cè)、定位。馬航事件，暴露出各國(guó)的先進(jìn)技術(shù)對(duì)于水下搜尋、探測(cè)的無(wú)奈。近年，我國(guó)在水下聲音探測(cè)關(guān)鍵性技術(shù)上取得了一些進(jìn)展，但大多還處于理論和實(shí)驗(yàn)室階段。因此，加快水下固定頻率目標(biāo)(黑匣子)探測(cè)及識(shí)別的研究步伐，提升我國(guó)水下探測(cè)科技實(shí)力，很有必要。

壓電阻抗技術(shù)是最近二十多年才興起的一項(xiàng)新的檢測(cè)技術(shù)。利用壓電阻抗技術(shù)來(lái)探索構(gòu)造物結(jié)構(gòu)損傷一直都是國(guó)內(nèi)外研究者的熱門(mén)話題，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用該技術(shù)在金屬梁結(jié)損傷及加載實(shí)驗(yàn)、混凝土梁結(jié)構(gòu)的損傷及各種加載實(shí)驗(yàn)做了大量的研究，取得了一批研究成果，在做加載動(dòng)態(tài)信號(hào)梁的掃頻阻抗分析時(shí)，被加載的動(dòng)態(tài)信號(hào)梁與僅對(duì)梁的各階固有頻率非常敏感，還對(duì)加載的動(dòng)態(tài)信號(hào)非常敏感。發(fā)明者發(fā)明的“一種基于阻抗分析的飛機(jī)黑匣子探測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置及方法”，專利號(hào)為2014106196608，該發(fā)明模擬了如何探測(cè)落水后的飛機(jī)黑匣子的實(shí)驗(yàn)裝置及探測(cè)方法，但不能實(shí)現(xiàn)對(duì)固定“頻率目標(biāo)”的定位。本實(shí)用新型的一種新的基于阻抗分析理論的固定“頻率目標(biāo)”定位的實(shí)驗(yàn)裝置，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)固定“頻率目標(biāo)”的探測(cè)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)固定“頻率目標(biāo)”的定位。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種基于阻抗分析的水下固定“頻率目標(biāo)”定位的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由超聲信號(hào)接收組件(301)、阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件(302)組成及超聲信標(biāo)(8)組成；超聲信號(hào)接收組件(301)由阻抗信號(hào)接收器(1)、導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)組成；超聲信號(hào)接收組件(301)能夠接收并識(shí)別水下固定“頻率目標(biāo)”的信號(hào)，并通過(guò)阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件(302)對(duì)信號(hào)的處理，完成對(duì)水下固定“頻率目標(biāo)”的信號(hào)的定位。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：

如圖1、2、3、4、5、6、7、8所示，一種基于阻抗分析的水下固定頻率目標(biāo)定位的實(shí)驗(yàn)裝置由超聲信號(hào)接收組件(301)、阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件(302)組成及超聲信標(biāo)(8)組成；超聲信號(hào)接收組件(301)由阻抗信號(hào)接收器(1)、導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)組成；其中阻抗信號(hào)接收器(1)由球形PZT組件(303)、導(dǎo)線套管組件(304)及浮球組件(305)組成；所述的球形PZT組件(303)由球形PZT底座(10)、球形PZT壓電陶瓷(9)、O型密封圈1(11)、O型密封圈2(14)、導(dǎo)線固定塞(12)、端蓋(13)組成；導(dǎo)線套管組件(304)由導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)、導(dǎo)線定位塞1(16)、導(dǎo)線定位塞2(17)、高強(qiáng)度塑料管(15)組成；浮球組件(305)由硬質(zhì)塑料下蓋(18)、泡沫浮球(19)、硬質(zhì)塑料上蓋(20)、螺母1(21)、螺栓1(22)、螺母2(23)、螺栓2(24)組成；阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件(302)由塑料管固定裝置(3)、導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)、阻抗分析儀(6)、計(jì)算機(jī)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)(7)組成。

本實(shí)用新型采用采用了泡沫浮球(19)的方式，利用浮球的浮力，可以將阻抗信號(hào)接收器(1)保持在水面上，并可以改變其位置，只需將其置于水面即可；采用的高強(qiáng)度塑料管(15)也可以控制球形PZT壓電陶瓷(9)的下潛深度；球形PZT壓電陶瓷(9)的優(yōu)點(diǎn)是作為球形，來(lái)自各個(gè)方向的信號(hào)都可以接收到，且表面均勻，接收信號(hào)比較穩(wěn)定，可以適用于探測(cè)來(lái)自海底各個(gè)方位的頻率信號(hào)。

本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是：

本實(shí)用新型發(fā)明的一種基于阻抗分析的水下固定頻率目標(biāo)定位的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法與以往的水下固定“頻率目標(biāo)”的探測(cè)相比，本實(shí)用新型不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)水下固定“頻率目標(biāo)”的探測(cè)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)水下固定“頻率目標(biāo)”的定位，同時(shí)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的阻抗信號(hào)接收器(1)采用的球形PZT壓電陶瓷(9)，可以適用于探測(cè)來(lái)自海底各個(gè)方位的頻率信號(hào)，探測(cè)效果好。本實(shí)用新型為水下固定“頻率目標(biāo)”的探測(cè)及定位提供了新的解決方案和設(shè)計(jì)依據(jù)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的測(cè)試原理圖。

圖2是本實(shí)用新型的超聲信號(hào)接收組件(301)三維圖。

圖3是本實(shí)用新型的球形PZT組件(303)爆炸視圖。

圖4是本實(shí)用新型的導(dǎo)線套管組件(304)爆炸視圖

圖5是本實(shí)用新型的浮球組件(305)爆炸視圖

圖6是本實(shí)用新型的導(dǎo)線固定塞(12)的三維圖

圖7是本實(shí)用新型的導(dǎo)線定位塞1(16)的三維圖

圖8是本實(shí)用新型的導(dǎo)線定位塞2(17)三維圖

在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8中，1.阻抗信號(hào)接收器、2.水介質(zhì)、3.塑料管固定裝置、4.導(dǎo)線1、5.導(dǎo)線2、6.阻抗分析儀、7.計(jì)算機(jī)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)、8.超聲信標(biāo)、9.球形PZT壓電陶瓷、10.球形PZT底座、11.O型密封圈1、12.導(dǎo)線固定塞、13.端蓋、14.O型密封圈2、15.高強(qiáng)度塑料管、16.導(dǎo)線定位塞1、17.導(dǎo)線定位塞2、18.塑料下蓋、19.泡沫浮球、20.硬質(zhì)塑料上蓋、21.螺母1、22.螺栓1、23.螺母2、24.螺栓2、301.超聲信號(hào)接收組件、302.阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件、303.球形PZT組件、304.導(dǎo)線套管組件、305.浮球組件。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3、4、5、6所示，一種基于阻抗分析的水下固定頻率目標(biāo)定位的實(shí)驗(yàn)裝置由超聲信號(hào)接收組件(301)、阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件(302)組成及超聲信標(biāo)(8)組成；超聲信號(hào)接收組件(301)由阻抗信號(hào)接收器(1)、導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)組成；其中阻抗信號(hào)接收器(1)由球形PZT組件(303)、導(dǎo)線套管組件(304)及浮球組件(305)組成；所述的球形PZT組件(303)由球形PZT底座(10)、球形PZT壓電陶瓷(9)、O型密封圈1(11)、O型密封圈2(14)、導(dǎo)線固定塞(12)、端蓋(13)組成；導(dǎo)線套管組件(304)由導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)、導(dǎo)線定位塞1(16)、導(dǎo)線定位塞2(17)、高強(qiáng)度塑料管(15)組成；浮球組件(305)由硬質(zhì)塑料下蓋(18)、泡沫浮球(19)、硬質(zhì)塑料上蓋(20)、螺母1(21)、螺栓1(22)、螺母2(23)、螺栓2(24)組成；阻抗分析網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練組件(302)由塑料管固定裝置(3)、導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)、阻抗分析儀(6)、計(jì)算機(jī)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)(7)組成。

所述的PZT壓電陶瓷燒結(jié)在球形PZT底座(10)的內(nèi)壁上，形成球形PZT壓電陶瓷(9)，底,導(dǎo)線1(4)的一端焊接在球形PZT壓電陶瓷(9)上，導(dǎo)線1(4)通過(guò)導(dǎo)線定位塞2(17)固定在高強(qiáng)度塑料管(15)上，導(dǎo)線1(4)的另一端與阻抗分析儀(6)的正極相連接；導(dǎo)線2(5)的一端焊接在球形PZT底座(10)的內(nèi)部突出邊緣上，導(dǎo)線2(5)通過(guò)導(dǎo)線定位塞1(16)固定在高強(qiáng)度塑料管(15)上，導(dǎo)線2(5)的另一端與阻抗分析儀(6)的負(fù)極相連接；導(dǎo)線1(4)、導(dǎo)線2(5)通過(guò)導(dǎo)線固定塞(12)固定在端蓋(13)的中心孔上。

所述的O型密封圈1(11)安裝在球形PZT底座(10)內(nèi)部溝槽內(nèi)；端蓋(13)的凸臺(tái)上開(kāi)有六角孔，端蓋(13)通過(guò)螺紋連接方式與球形PZT底座(10)連接，通過(guò)壓緊O型密封圈1(11)，實(shí)現(xiàn)端蓋(13)與球形PZT底座(10)的密封；在端蓋(13)凸臺(tái)處的凹槽內(nèi)裝有O型密封圈2(14)；高強(qiáng)度塑料管(15)通過(guò)螺紋與端蓋(13)處凸臺(tái)上的螺紋連接，高強(qiáng)度塑料管(15)與端蓋(13)通過(guò)O型密封圈2(14)實(shí)現(xiàn)密封；硬質(zhì)塑料下蓋(18)與硬質(zhì)塑料上蓋(20)間裝有泡沫浮球(19)，硬質(zhì)塑料上蓋(20)和硬質(zhì)塑料下蓋(18)用螺紋連接；硬質(zhì)塑料下蓋(18)下部加工有螺紋，硬質(zhì)塑料下蓋(18)通過(guò)螺紋與高強(qiáng)度塑料管(15)進(jìn)行連接；高強(qiáng)度塑料管(15)與硬質(zhì)塑料上蓋(20)接口處用密封膠進(jìn)行密封。

所述的阻抗分析儀(6)通過(guò)RJ45接口與計(jì)算機(jī)相接；硬質(zhì)塑料上蓋(20)頂上有繩環(huán)，鋼絲繩固定在繩環(huán)上；通過(guò)收放鋼絲繩來(lái)收回超聲信號(hào)接收組件(301)或?qū)⒊曅盘?hào)接收組件(301)放入水中；阻抗信號(hào)接收器(1)通過(guò)浮球組件(305)的浮力飄浮在水面之上，浮球組件(305)提供的浮力為超聲信號(hào)接收組件(301)重量的3～4倍。

所述的一種基于阻抗分析的水下固定“頻率目標(biāo)”定位的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：球形PZT壓電陶瓷(9)為球形的壓電陶瓷，燒結(jié)在球形PZT底座(10)的內(nèi)壁上，能接收來(lái)自各個(gè)方向的信號(hào)，接收信號(hào)穩(wěn)定，適用于探測(cè)來(lái)自海底各個(gè)方位的頻率信號(hào)。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。