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。