本發(fā)明屬于海洋探測技術(shù)領(lǐng)域和海洋工程領(lǐng)域，具體涉及一種聲信標(biāo)自動布放結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

水聲技術(shù)是海洋探索開發(fā)的基礎(chǔ)，聲信標(biāo)結(jié)構(gòu)作為水聲設(shè)備的載體，能夠?yàn)樗曉O(shè)備在深海長期連續(xù)工作提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的工作平臺。

對于聲信標(biāo)的布放，目前業(yè)界普遍采用分體式布放結(jié)構(gòu)，即將浮體、聲信標(biāo)和沉塊用纜繩依次連接，布放時(shí)采用人工方式依次投入水中。通過此種結(jié)構(gòu)進(jìn)行聲信標(biāo)的布放時(shí)，由于設(shè)備體積和重量較大，一般需要較多的人力，過程較為繁瑣，存在一定的危險(xiǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，上述聲信標(biāo)布放結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)出了諸多缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種聲信標(biāo)自動布放結(jié)構(gòu)。

一種聲信標(biāo)自動布放結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括聲信標(biāo)模塊和錨系模塊兩部分，聲信標(biāo)模塊包括換能器、浮力外殼、電子倉、聲學(xué)釋放器，錨系模塊包括靜水壓力釋放器、系留纜、鎖緊鋼纜、沉塊、張緊器；所述換能器、電子倉與聲學(xué)釋放器為一體化設(shè)計(jì)，構(gòu)成聲信標(biāo)主體，換能器位于聲信標(biāo)上部、聲學(xué)釋放器位于聲信標(biāo)底部，所述浮力外殼固定在聲信標(biāo)主體周圍，所述靜水壓力釋放器兩端分別連接聲信標(biāo)模塊和鎖緊鋼纜，所述鎖緊鋼纜兩端與靜水壓力釋放器端固定，所述張緊器位于沉塊底部，串接在鎖緊鋼纜中間，所述系留纜位于沉塊上部腔體內(nèi)，兩端分別連接所述聲學(xué)釋放器和所述沉塊。

所述靜水壓力釋放器的兩端分別連接所述浮力外殼和所述鎖緊鋼纜，能夠根據(jù)需求設(shè)定不同的啟動深度，啟動后會與所述鎖緊鋼纜和所述鎖緊器一起脫離系統(tǒng)。

所述靜水壓力釋放器為2個(gè)。

所述浮力外殼為厚度202毫米的微珠玻璃浮性材料。

所述系留纜為直徑6毫米-8毫米的芳綸編織繩，抗拉強(qiáng)度大于1000千克。

所述系留纜盤繞時(shí)采用順逆時(shí)針方向分段分層盤繞，層間采用少量石蠟固定。

所述沉塊采用鑄鋼或鑄鐵件，重量不小于100千克，底部加溝槽設(shè)計(jì)。

本發(fā)明通過靜水壓力釋放器，完成了聲信標(biāo)在水下的自動布放，一方面減小了工作難度，提高了效率。另一方面也有效的避免了在布放過程中的人為因素干擾，能夠很好的為海洋探索與開發(fā)提供服務(wù)。

附圖說明

圖1本發(fā)明的布放結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明的靜水壓力釋放器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明的系留纜及盤纜裝置示意圖。

圖4本發(fā)明的靜水壓力釋放器啟動后的系統(tǒng)示意圖。

圖5本發(fā)明布放過程示意圖。

其中，1.換能器，2.浮力外殼，3.電子倉，4.聲學(xué)釋放器，5.靜水壓力釋放器，6.系留纜(帶盤纜裝置)，7.沉塊，8.鎖緊鋼纜，9.張緊器，41.端蓋，42.殼體，43.定位銷，44.O型圈，45.彈簧，46.擋板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

本發(fā)明包括一套適應(yīng)海上試驗(yàn)的聲信標(biāo)自動布放結(jié)構(gòu)，以及與之配套的布放方法。本發(fā)明能夠有效的解決目前聲信標(biāo)布放過程中，步驟繁瑣，工作效率低的問題，實(shí)現(xiàn)聲信標(biāo)的自動布放，更好的為海洋探索和研究服務(wù)。

一種聲信標(biāo)自動布放結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā)明包括：

聲信標(biāo)模塊，所述聲信標(biāo)模塊包括換能器、浮力外殼、電子倉和聲學(xué)釋放器；

錨系模塊，所述錨系模塊包括靜水壓力釋放器、系留纜、鎖緊鋼纜、沉塊和張緊器。

所述浮力外殼固定在聲信標(biāo)周圍，為深海浮力材料(玻璃微珠)，耐壓6000米，外層噴涂聚脲材料，表面光滑，可以減小流阻力，具有彈性，有效減輕磨損及碰撞；

所述換能器位于浮力外殼頂部。

所述電子倉位于聲信標(biāo)中部，倉內(nèi)為聲信標(biāo)的電路模塊，外殼為鈦合金密閉結(jié)構(gòu)。

所述聲學(xué)釋放器位于浮力外殼底部。

所述靜水壓力傳感器的兩端分別連接所述浮力外殼和所述鎖緊鋼纜，能夠在一定深度啟動，啟動后會與鎖緊鋼纜和張緊器一起脫離整個(gè)結(jié)構(gòu)；

所述鎖緊鋼纜位于沉塊的溝槽中，繞過沉塊，兩端與靜水壓力釋放器端固定，還起到將沉塊兜底的作用；

所述張緊器為花籃螺絲結(jié)構(gòu)，位于沉塊底部，串接在鎖緊鋼纜中間，能夠收緊沉塊與靜水壓力釋放器之間的連接；

所述系留纜兩端分別連接所述聲學(xué)釋放器和所述沉塊，采用直徑6-8毫米的芳綸編織繩，其抗拉強(qiáng)度大于1000千克，滿足釋放時(shí)的動載要求。系留纜配有排纜裝置，設(shè)計(jì)在沉塊的上部腔體內(nèi)，可容納200米以上系留纜盤繞，盤繞時(shí)采用順逆時(shí)針方向分段分層盤繞，層間采用少量石蠟固定，以確保釋放時(shí)系留纜逐層脫出，不會出現(xiàn)扭曲及纏繞；

所述沉塊為鑄鋼或鑄鐵件，重量不小于100千克，底部加溝槽設(shè)計(jì)，使其具有一定的抓重比，錨碇可靠，沉塊底部可以加裝吊環(huán)，安裝時(shí)，先將系留纜一端與沉塊連接妥當(dāng)，另一端連接釋放器，中間部分規(guī)則地盤繞在沉塊上的盤纜裝置上，然后沉塊與靜水壓力釋放器對接。將鎖緊鋼纜置于沉塊預(yù)留的溝槽中。

加工完成的靜水壓力釋放器的端蓋凈重為M，端蓋上下兩側(cè)受到的水壓力分別為F_上和F _下，端蓋受到的浮力外殼提供的浮力為F_浮，端蓋受到力為F；

F＝F_浮+F_下-F_上-Mg；

系統(tǒng)入水前，凈水壓力釋放器內(nèi)部沒有進(jìn)水F_下＝0，系統(tǒng)入水后逐漸F_下增大，直至F大于零，靜水壓力釋放器的端蓋與殼體脫離，彈簧定位銷解除，在彈簧彈力作用下，靜水壓力釋放器與系統(tǒng)脫離，實(shí)現(xiàn)聲信標(biāo)自動布放。

在靜水壓力釋放器脫離的同時(shí)，帶動鎖緊鋼纜和張緊器一同脫離系統(tǒng)。

根據(jù)不同的試驗(yàn)環(huán)境，可以調(diào)整浮力外殼的體積和靜水壓力釋放器端蓋的重量，使靜水壓力釋放器能夠在指定深度釋放。

如圖1-4所示，一種聲信標(biāo)自動布放結(jié)構(gòu)包括換能器1、浮力外殼2、電子倉3、聲學(xué)釋放器4、靜水壓力釋放器5、系留纜(帶盤纜裝置)6、沉塊7、鎖緊鋼纜8、張緊器9(靜水壓力釋放器兩套、其余各一套)。如圖2所示，靜水壓力釋放器包括端蓋41、殼體42、定位銷43、O型圈44、，彈簧45、擋板46。凈水壓力釋放器端蓋41與浮力外殼2連接，另一端通過鎖緊鋼纜8和張緊器9與沉塊7連接。聲學(xué)釋放器4和沉塊7通過系留纜6連接。

布放前，然后按照圖1將系統(tǒng)連接：將浮力外殼2固定在聲信標(biāo)周圍，不能遮擋換能器1，浮力外殼2底部與靜水壓力釋放器端蓋固定，按照圖3將系留纜5(帶盤纜裝置)用順逆時(shí)針方向分段分層盤繞在沉塊7的腔體內(nèi)，層間采用少量石蠟固定，另外一端連接聲學(xué)釋放器4。將鎖緊鋼纜8置于沉塊底部的溝槽中，繞過沉塊，兩端與靜水壓力釋放器5固定，調(diào)節(jié)張緊器9使沉塊7與靜水壓力釋放器5之間的鋼纜收緊。最后將整個(gè)系統(tǒng)掛在作業(yè)船的吊鉤上，完成布放準(zhǔn)備。

如圖5，布放過程主要包括以下步驟：

1、根據(jù)需求選擇布放時(shí)間和布放地點(diǎn)。

需要對布放地點(diǎn)的海底地址結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，盡量選擇高低起伏較小的地點(diǎn)，結(jié)合天氣和海況，最終確定布放時(shí)間、地點(diǎn)、深度(靜水壓力釋放器啟動深度)等。

2、作業(yè)船行駛到布放地點(diǎn)，進(jìn)行布放準(zhǔn)備。

準(zhǔn)備工作主要包括：穩(wěn)定作業(yè)船和組裝系統(tǒng)。

3、使用作業(yè)船上的吊車將系統(tǒng)下放到水下。

當(dāng)系統(tǒng)入水后，將吊車滑鉤解脫，系統(tǒng)開始下沉。

4、自動布放聲信標(biāo)。

系統(tǒng)下降到指定深度后，靜水壓力釋放器啟動，脫離系統(tǒng)，聲信標(biāo)模塊與錨系模塊分離，沉塊下沉到海底，實(shí)現(xiàn)聲信標(biāo)自動布放。

5、回收應(yīng)答器模塊。

水面發(fā)射回收命令，接到命令后，聲學(xué)釋放器啟動，系留纜解脫，聲信標(biāo)單元與錨系分離，丟棄系留纜與沉塊，聲信標(biāo)模塊上浮至水面，由作業(yè)船完成回收。

實(shí)施例

中國南海某海域海底探測工作，布放聲信標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明所采取的方法的步驟，組裝設(shè)備，順利布放四只聲信標(biāo)。

靜水壓力釋放器在系統(tǒng)下沉至水面下6米處啟動，自動布放聲信標(biāo)。

布放20日后，作業(yè)船依次使至四處布放地點(diǎn)，由船載水聲設(shè)備發(fā)送回收信號，聲學(xué)釋放器啟動，拋棄系留纜與沉塊，上浮至水面，由作業(yè)船完成聲信標(biāo)的回收。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使用方法，包括以下步驟：

第一步，根據(jù)需求選擇布放時(shí)間、布放地點(diǎn)、靜水壓力釋放器啟動深度。

第二步，作業(yè)船行駛到布放地點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)組裝。

第三步，從作業(yè)船甲板將系統(tǒng)通過滑鉤起吊至舷外，下放入水后將滑鉤解脫。

第四步，系統(tǒng)入水后，下沉指定深度后，靜水壓力釋放器啟動，脫離系統(tǒng)，聲信標(biāo)模塊與錨系模塊分離，沉塊下沉至海底，實(shí)現(xiàn)自動布放。

第五步，水面發(fā)射回收命令，接到命令后，聲學(xué)釋放器啟動，系留纜解脫，聲信標(biāo)與錨系分離，丟棄沉塊與系留纜，聲信標(biāo)模塊上浮至水面，由作業(yè)船完成聲信標(biāo)回收。