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声学特性面临的挑战

声学探测和识别技术不断变得更加先进和复杂。随着它们的发展,声隐形战略也必须随之发展。为了保持声学自由裁量权,必须考虑船只的所有噪声源,包括人员、船上设备和气蚀,以及整个船只的噪声辐射特征。

HBK 在水下声学和测试解决方案方面拥有丰富经验,可用于特定应用任务,从调查、分析和确定噪声源到验证先进设计。 

HBK 自噪声监测系统 (SNMS) 是一种永久性安装的集成解决方案,用于监测潜艇和其它对声学特性至关重要的船只的振动和噪声。

SNMS 基于 HBK 的商用现成 (COTS) PULSE™ 平台,集成了 LAN-XI 数据采集硬件和 PULSE 软件应用程序,为噪声源监测和分析提供了完全集成的解决方案。

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系统建议

SNMS 通过安装在潜艇或水面舰艇选定位置的一系列传感器阵列,对潜艇或水面舰艇内产生的结构噪声和气蚀噪声进行监测和分析。目的是协助船上工作人员保持低噪音。 

HBK 自噪声监测系统 (SNMS) 功能

SNMS 的主要功能如下:

  • 测量船体振动和噪音;
  • 监测、记录、分析和监听船上的各种噪声源,以便进行噪声监测和气蚀监测;
  • 持续自动监测, 确保不超过宽带(三分之一倍频程)和窄带噪声的限值
  • 记录并存储测量到的频谱,以便日后查看进行检查或与其它类似记录进行比较;
  • 提供操作员可以设置和控制 SNMS 功能的功能,并显示各种测量、分析和记录的结果;
  • 为指挥和控制系统提供网络接口,用于交换数据/警报信息,以及远程访问自噪声监测系统;
  • 该系统包括永久安装的传感器 (船体安装的加速度计和外部水听器)、传感器放大器、数据采集仪、数据分析、存储和显示以及数据接口。水听器

 

LAN-XI 模块功能

LAN-XI 数据采集前端提供极高的动态输入范围。从安静的耳语到响亮的撞击,Brüel & Kjær 的 160 dB DYN-X 输入技术都能确保设备的输入范围始终处于更好状态--在利用极低本底噪声的同时避免高电平过载。

LAN-XI 硬件系列包括多种型号,针对不同应用进行了优化。现有模块的分析频率可达 25.6、51.2、102.4 和 204.8 kHz(相应的采样频率分别为 65.5、132、264 和 528 kHz)。

数据采集硬件与采集工作站之间通过标准 TCP/IP 技术进行连接。这提供了使用标准铜/光纤传输的灵活性,可提供高速冗余网络。

以太网供电 (POE) 意味着每个输入模块所需的电源由 LAN 线缆提供,而不是由单独的电源线缆提供。这更大限度地减少了所需线缆的数量,从而降低了成本,加快了安装速度,方便了维护,提高了安装灵活性。

IEEE 标准化局域网网络协议用于同步系统中的不同模块,精度达到亚微秒级。它可与任何 LAN-XI 模块一起使用,既可作为独立模块、在机箱中使用,也可在分布式系统中使用。分布在全船的所有模块均可使用与信号和模块电源相同的局域网布线进行同步。

在中央控制站,操作员可以立即访问系统中的所有传感器通道,并在此进行分析和数据管理。工作站运行一整套 PULSE 应用软件,包括许多功能和显示,如三分之一倍频程、窄带 FFT、瀑布图等。


SNMS 的全部运行由一个专用应用程序控制。客户用户界面通常提供

  • 系统设置
  • 自动扫描和用户启动扫描
  • 能够监听任何信号
  • 警告/警报指示
  • 详细的信号分析和故障排除


该工作站经过优化,可管理应用所需的大吞吐量数据和实时分析要求。

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使用 HBK LAN-XI 模块的优势

通常情况下,LAN-XI 模块分布在船舶周围靠近传感器的适当位置,以确保更大的灵活性和较短的昂贵模拟信号线。

这些模块坚固耐用,结构极为紧凑,非常适合安装在潜艇内炎热而狭小的空间内。LAN-XI 模块提供所有数据采集、供电和适调功能:

  • 采集加速度计和水听器信号
  • 为阵列加速度计和水听器供电
  • 调节、滤波和放大信号
  • 对信号进行模数转换,并利用抗混叠滤波器滤波
  • 通过局域网向中央控制站传输信号

使用音频监控的好处

可使用详细的振动分析工具对高振动量级进行 "现场 "分析,并可配置合格/不合格容差等级带。

对于声学海上试验、噪声测量和测距等应用,对测量/分析系统的要求可能更多是短期性的,而不是永久性的。这时,300 到 400 个通道系统(或更多)被用作 "便携式 "系统,以执行特定的限时任务。数据采集模块通常安装在便携式机架上,以方便使用,而不是分布在船上。全套 PULSE 分析工具可用于任何具有挑战性的测量和分析任务。

SNMS以现成的商用设备(COTS)为基础,其结构利用了商业处理开发成果。这有利于对软件和硬件进行定期维护,对潜艇调度的影响最小,同时简化了维护工作、系统支持和培训。

与早期的定制系统相比,COTS 设备的使用降低了总成本,充分满足了二十一世纪对技术创新、适应性和淘汰性的要求。

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声学特性产品

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传感器

水听器和加速度计

HBK 拥有各种 OEM 传感器,适用于各种舰船应用。从高灵敏度的水听器到专为极端长期工作条件设计的抗辐射、抗电磁干扰和防水加速度计。 战略安装的加速度计和水听器为测量/监测系统提供输入。水听器用于空化感应和水上噪声监测,加速度计用于船体振动监测。


CVLD 传感器技术

在船舶重型机械周围经常出现的高电磁环境中,如何防止噪声干扰所测量的低电平振动声学信号是一项挑战。恒压线路驱动 (CVLD) 传感器技术可用于降低噪声拾取。CVLD 传感器产生的信号是调制电流而不是电压,因此对电磁干扰引起的电压信号不敏感,即使在较长的传感器电缆中也是如此。
 


数据采集硬件

LAN-XI

SNMS 的主要系统组件是 LAN-XI 数据采集硬件,它是一个由模块化单元组成的多功能系统,可组合成机箱、设置为分布式或用作独立的数据采集系统。


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2250-H型

手持式分析仪

便携式测振仪可用于现场机械振动调查和故障排除,以检查和监测部件、组件和子组件的振动增加情况。HBK 的 2250-H 型手持式分析仪非常适合这项任务。


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