專利名稱：變深度聲納浮標(biāo)探測陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲納浮標(biāo)探測陣列，尤其是一種由一個(gè)母浮標(biāo)和數(shù)個(gè)可下潛、深度可變化的子浮標(biāo)組成的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域的水下監(jiān)測控制裝置范疇。
背景技術(shù)：
目前使用的探測用浮標(biāo)，都漂浮在水面上，難以對(duì)水下情況進(jìn)行密切監(jiān)視。凡是需要探測水下情況和信息時(shí)，需要配備放置在一定深度的水中懸浮體。由于水中懸浮體的深度為固定，限制了不同深度海況及各類信息的采集。已有技術(shù)中，專利號(hào)為02156133.8的“應(yīng)用海底采集站的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”發(fā)明專利，是將采集站投入海中沉到海底，中繼浮標(biāo)置于海面，以連接母船中央站和海底采集站的聲學(xué)通訊，可獲海底的地震信息，但無法得到海面以下、海底以上的各深度的信息。專利號(hào)為02275658.2的“遙控浮標(biāo)型無線通訊中繼裝置”的實(shí)用新型專利，是利用激光和超聲波來代替原浮標(biāo)通信裝置中的電纜或光纜，實(shí)現(xiàn)潛艇與浮標(biāo)之間的無線通信，并沒有解決浮標(biāo)不能潛入水下和改變深度發(fā)揮探測功能的困難。專利號(hào)為200610013379.5的“復(fù)合能源驅(qū)動(dòng)的水下垂直剖面浮標(biāo)”發(fā)明專利，可以實(shí)現(xiàn)浮標(biāo)的上下升沉，但必須使浮標(biāo)本體浮到水面后將信息通過通訊天線發(fā)射，不能進(jìn)行即時(shí)傳送，對(duì)于水下的緊急情況和快速變化情況不能及時(shí)和連續(xù)地進(jìn)行監(jiān)測。在科學(xué)研究、工程實(shí)踐和國防建設(shè)中，往往要對(duì)水下的緊急情況和快速變化情況進(jìn)行密切的監(jiān)視和掌握，因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種變深度聲納浮標(biāo)探測陣列。該陣列由一個(gè)母浮標(biāo)和數(shù)個(gè)子浮標(biāo)組成。母浮標(biāo)負(fù)責(zé)接收所有子浮標(biāo)探測得到的信息并按照接收到的上級(jí)發(fā)布的命令指揮各子浮標(biāo)下潛到指定的深度進(jìn)行探測作業(yè)。各子浮標(biāo)按照母浮標(biāo)的指令在指定的深度開始或停止探測工作，將信息及時(shí)傳送到母浮標(biāo)，由母浮標(biāo)通過無線電系統(tǒng)發(fā)送到上級(jí)指揮中心。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明包括一個(gè)母浮標(biāo)和數(shù)個(gè)子浮標(biāo)，其中，母浮標(biāo)由A接收換能器基陣、A發(fā)射換能器基陣、信號(hào)處理器、無線電接收/發(fā)射裝置、A蓄電池、母浮標(biāo)外殼和天線組成，母浮標(biāo)外殼是一個(gè)陀螺狀的旋轉(zhuǎn)體，上部大尾部小，A接收換能器基陣、A發(fā)射換能器基陣、信號(hào)處理器、無線電接收/發(fā)射裝置、A蓄電池均安裝在母浮標(biāo)內(nèi)，天線伸出在母浮標(biāo)外殼的頂部外側(cè)，母浮標(biāo)內(nèi)各部件的安置配重保證了母浮標(biāo)始終保持水中向上的直立狀態(tài)，以確保母浮標(biāo)頂上的天線伸出在海面上。子浮標(biāo)由沉浮單元、控制單元、聲納艙、聲納換能器和子浮標(biāo)外殼構(gòu)成。其中，沉浮單元包括高壓氣瓶、電控閥、三通閥、充氣囊、壓力傳感器、壓氣系統(tǒng)、單向閥；控制單元包括電路調(diào)控器、控制系統(tǒng)、深度傳感器、B蓄電池；聲納艙包括B接收換能器基陣和B發(fā)射換能器基陣。子浮標(biāo)外殼是一個(gè)圓柱形的殼體，沉浮單元、控制單元和聲納艙都安置在子浮標(biāo)外殼內(nèi)。聲納換能器安置在子浮標(biāo)外殼的底部外側(cè)，方便360°轉(zhuǎn)動(dòng)以探測目標(biāo)。聲納艙布置在子浮標(biāo)的底部。子浮標(biāo)的頂部是密閉空腔，密閉空腔的作用是產(chǎn)生一定的浮力使子浮標(biāo)本身在充氣囊空癟時(shí)保持臨近懸浮水中的受力狀況。子浮標(biāo)的中部安置著一個(gè)球型的開口空腔，開口空腔的底部與通?？椎老嘟樱Ｋ梢宰杂蛇M(jìn)出開口空腔，開口空腔的頂部安裝了密封接頭，杜絕了海水經(jīng)由開口空腔向子浮標(biāo)內(nèi)部的滲漏。充氣囊安置在開口空腔內(nèi)，高壓氣瓶、電控閥、三通閥、壓力傳感器、壓氣系統(tǒng)、單向閥和控制單元安置在密閉空腔和開口空腔之間。
A蓄電池、A接收換能器基陣、A發(fā)射換能器基陣、無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)都各自與信號(hào)處理器電連接，天線與無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)電連接。充氣囊的充氣口通過密封接頭與三通閥的一個(gè)通道管連接，三通閥的另一個(gè)通道通過電控閥與高壓氣瓶的出口管連接，三通閥的第三個(gè)通道和壓氣系統(tǒng)的進(jìn)口管連接，高壓氣瓶上安裝有壓力傳感器，壓氣系統(tǒng)的出口通過單向閥與高壓氣瓶的進(jìn)口管連接，單向閥只允許空氣由壓氣系統(tǒng)注入高壓氣瓶，阻擋了高壓氣瓶內(nèi)空氣向壓氣系統(tǒng)的倒流。B蓄電池的輸出端與控制系統(tǒng)電連接，提供電源?？刂葡到y(tǒng)的一個(gè)輸出端與電路調(diào)控器的輸入端電連接，控制系統(tǒng)的第二個(gè)輸出端分別與電控閥和三通閥的控制端電連接，控制系統(tǒng)的第三個(gè)輸出端分別與B發(fā)射換能器基陣、聲納換能器電連接，聲納換能器的輸出端與B發(fā)射換能器基陣電連接。壓力傳感器輸出端、深度傳感器輸出端和B接收換能器基陣輸出端分別與控制系統(tǒng)的各輸入端電連接。壓氣系統(tǒng)通過電路調(diào)控器與B蓄電池電連接。電路調(diào)控器保證蓄電池供給的電源達(dá)到壓氣系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)需要的電壓，并對(duì)壓氣系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮控制功能。
本發(fā)明中的母浮標(biāo)和子浮標(biāo)可以由水面船舶人工布放，也可由飛機(jī)空投到海面，快速廣泛地放置，以便及時(shí)迅速地獲得水下的信息。上級(jí)指揮中心的工作命令經(jīng)由天線傳入母浮標(biāo)的無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)，經(jīng)信號(hào)處理器處理后，由A發(fā)射換能器基陣向各子浮標(biāo)發(fā)出探測作業(yè)的工作命令，包括深度變化指令。各子浮標(biāo)的B接收換能器基陣收到工作指令后，提交控制系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，控制系統(tǒng)指揮B發(fā)射換能器基陣和聲納換能器開始工作、規(guī)定工作時(shí)間長度；同時(shí)，控制系統(tǒng)還綜合工作指令和深度傳感器、壓力傳感器的信息，對(duì)壓氣系統(tǒng)、三通閥、電控閥同時(shí)進(jìn)行控制，改變充氣囊內(nèi)的充氣量以調(diào)節(jié)子浮標(biāo)的工作深度。當(dāng)充氣囊充滿空氣時(shí)，充氣囊填充開口空腔的全部容積，將開口空腔內(nèi)的全部海水排入海中，子浮標(biāo)便獲得最大的浮力。當(dāng)充氣囊空癟時(shí)，海水由通?？椎雷杂蛇M(jìn)入開口空腔，使子浮標(biāo)的浮力達(dá)到最小值，子浮標(biāo)得以沉降到一定的深度。
高壓氣瓶內(nèi)儲(chǔ)存的高壓空氣，壓力略高于子浮標(biāo)要求的最大下潛深度處的水壓。如果要求下潛的深度為200米，空氣壓力應(yīng)略高于20標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；如果要求下潛的深度為300米，空氣壓力應(yīng)略高于30標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。子浮標(biāo)開始下潛時(shí)，控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)各部件的動(dòng)作，充氣囊內(nèi)的空氣經(jīng)由三通閥被壓氣系統(tǒng)抽吸并壓縮，穿過單向閥送入高壓氣瓶；充氣囊的容積減小的結(jié)果使海水經(jīng)由通?？椎肋M(jìn)入開口空腔和充氣囊之間的縫隙空間，子浮標(biāo)的浮力減小以至向下沉降，到達(dá)指定深度時(shí)，沉浮單元各部件的動(dòng)作結(jié)束，使子浮標(biāo)保持在既定的工作深度。子浮標(biāo)開始上浮時(shí)，控制系統(tǒng)將協(xié)調(diào)各部件的動(dòng)作，高壓氣瓶內(nèi)的高壓空氣，經(jīng)過打開的電控閥，穿過三通閥送入充氣囊，充氣囊的容積增大的結(jié)果使海水經(jīng)由通?？椎缽拈_口空腔和充氣囊之間的縫隙空間排出到大海，子浮標(biāo)的浮力增加以至向上浮升，到達(dá)指定深度時(shí)，沉浮單元各部件的動(dòng)作結(jié)束，使子浮標(biāo)保持在既定的工作深度。
B發(fā)射換能器基陣和聲納換能器在得到控制系統(tǒng)傳來的工作指令后，開始工作；在得到控制系統(tǒng)傳來的停止工作指令后，停止工作。工作中，聲納換能器作360°轉(zhuǎn)動(dòng)，將探測到的信息經(jīng)由B發(fā)射換能器基陣發(fā)送到母浮標(biāo)。母浮標(biāo)的A接收換能器基陣收到各子浮標(biāo)發(fā)來的信息，經(jīng)過信號(hào)處理器分析加工后送到無線電發(fā)射/接收系統(tǒng)，經(jīng)由天線傳送到上級(jí)指揮中心。
子浮標(biāo)和母浮標(biāo)殼體中的蓄電池，可連續(xù)工作180天。采取斷續(xù)工作制將延續(xù)蓄電池的壽命，完全失電后可以在水面上進(jìn)行更換，多次延長浮標(biāo)的工作壽命。
由A發(fā)射換能器基陣、B發(fā)射換能器基陣和A接收換能器基陣、B接收換能器基陣承擔(dān)的子浮標(biāo)和母浮標(biāo)之間的無線水聲信號(hào)通訊，信號(hào)最大傳輸距離為10千米。在海流和海潮的長期推動(dòng)作用下，只要子浮標(biāo)、母浮標(biāo)分離的直線距離小于10千米，就能夠保持正常的通訊聯(lián)絡(luò)狀態(tài)，進(jìn)行指定的探測作業(yè)。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，可以由水面船舶人工布放，也可由飛機(jī)空投到海面，快速廣泛地放置，及時(shí)迅速地獲得水下的信息，具有良好的機(jī)動(dòng)性。本發(fā)明可以按照人為的指令在既定的深度開始或停止水下探測工作，并將信息及時(shí)傳送到水面，再由水面的母浮標(biāo)以無線電信號(hào)遠(yuǎn)距離發(fā)送。本發(fā)明對(duì)于科學(xué)研究、工程實(shí)踐的水中應(yīng)急作業(yè)以及國家海上防衛(wèi)，都具有重要的積極意義。能夠取得巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明聲納浮標(biāo)探測陣列示意圖。
圖2是本發(fā)明聲納浮標(biāo)探測陣列母浮標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明聲納浮標(biāo)探測陣列子浮標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1是沉浮單元，2是控制單元，3是聲納艙，4是高壓氣瓶，5是電控閥，6是三通閥，7是充氣囊，8是壓力傳感器，9是壓氣系統(tǒng)，10是單向閥，11是電路調(diào)控器，12是控制系統(tǒng)，13是深度傳感器，14是B蓄電池，15是B接收換能器基陣，16是B發(fā)射換能器基陣，17是聲納換能器，18是密閉空腔，19是密封接頭，20是開口空腔，21是通?？椎溃?2是子浮標(biāo)外殼，23是A接收換能器基陣，24是A發(fā)射換能器基陣，25是信號(hào)處理器，26是無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)，27是A蓄電池，28是母浮標(biāo)外殼，29是天線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述。
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括一個(gè)母浮標(biāo)和數(shù)個(gè)子浮標(biāo)，子浮標(biāo)的數(shù)量根據(jù)所需探測海域大小、水下情況而定，一般取3到5只。其中，母浮標(biāo)由A接收換能器基陣23、A發(fā)射換能器基陣24、信號(hào)處理器25、無線電接收/發(fā)射裝置26、A蓄電池27、母浮標(biāo)外殼28和天線29組成，母浮標(biāo)外殼28是一個(gè)陀螺狀的旋轉(zhuǎn)體，上部大尾部小，A接收換能器基陣23、A發(fā)射換能器基陣24、信號(hào)處理器25、無線電接收/發(fā)射裝置26、A蓄電池27均安裝在母浮標(biāo)外殼28內(nèi)，天線29伸出在母浮標(biāo)外殼28的頂部外側(cè)，母浮標(biāo)內(nèi)各部件的安置配重保證了母浮標(biāo)始終保持水中向上的直立狀態(tài)，以確保母浮標(biāo)頂上的天線29伸出在海面上。子浮標(biāo)由沉浮單元1、控制單元2、聲納艙3、聲納換能器17和子浮標(biāo)外殼22構(gòu)成。其中，沉浮單元1包括高壓氣瓶4、電控閥5、三通閥6、充氣囊7、壓力傳感器8、壓氣系統(tǒng)9、單向閥10；控制單元2包括電路調(diào)控器11、控制系統(tǒng)12、深度傳感器13、B蓄電池14；聲納艙3包括B接收換能器基陣15和B發(fā)射換能器基陣16。子浮標(biāo)外殼22是一個(gè)圓柱形的殼體，沉浮單元1、控制單元2和聲納艙3都安置在子浮標(biāo)外殼22內(nèi)。聲納換能器17安置在子浮標(biāo)外殼22底部的外側(cè)，方便360°轉(zhuǎn)動(dòng)以探測目標(biāo)。聲納艙3布置在子浮標(biāo)的底部。子浮標(biāo)的頂部是密閉空腔18，密閉空腔18的作用是產(chǎn)生一定的浮力使子浮標(biāo)本身在充氣囊7空癟時(shí)保持臨近懸浮水中的受力狀況。子浮標(biāo)的中部安置著一個(gè)球型的開口空腔20，開口空腔20的底部與通?？椎?1相接，海水可以自由進(jìn)出開口空腔20，開口空腔20的頂部安裝了密封接頭19，杜絕了海水經(jīng)由開口空腔20向子浮標(biāo)內(nèi)部的滲漏。充氣囊7安置在開口空腔20內(nèi)，高壓氣瓶4、電控閥5、三通閥6、壓力傳感器8、壓氣系統(tǒng)9、單向閥10和控制單元2安置在密閉空腔18和開口空腔20之間。
A蓄電池27、A接收換能器基陣23、A發(fā)射換能器基陣24、無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)26都各自與信號(hào)處理器25電連接，天線29與無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)26電連接。充氣囊7的充氣口通過密封接頭19與三通閥6的一個(gè)通道管連接，三通閥6的另一個(gè)通道通過電控閥5與高壓氣瓶4的出口管連接，三通閥6的第三個(gè)通道和壓氣系統(tǒng)9的進(jìn)口管連接，高壓氣瓶4上安裝有壓力傳感器8，壓氣系統(tǒng)9的出口通過單向閥10與高壓氣瓶4的進(jìn)口管連接，單向閥10只允許空氣由壓氣系統(tǒng)9注入高壓氣瓶4，阻擋了高壓氣瓶4內(nèi)空氣向壓氣系統(tǒng)9的倒流。B蓄電池14的輸出端與控制系統(tǒng)12電連接，提供電源?？刂葡到y(tǒng)12的一個(gè)輸出端與電路調(diào)控器11的輸入端電連接，控制系統(tǒng)12的第二個(gè)輸出端分別與電控閥5和三通閥6的控制端電連接，控制系統(tǒng)12的第三個(gè)輸出端分別與B發(fā)射換能器基陣16、聲納換能器17的控制端電連接，聲納換能器17的輸出端與B發(fā)射換能器基陣16電連接。壓力傳感器8的輸出端、深度傳感器13的輸出端和B接收換能器基陣15的輸出端分別與控制系統(tǒng)12的各個(gè)輸入端電連接。壓氣系統(tǒng)9通過電路調(diào)控器11與B蓄電池14電連接。電路調(diào)控器11保證蓄電池供給的電源達(dá)到壓氣系統(tǒng)9運(yùn)轉(zhuǎn)需要的電壓，并對(duì)壓氣系統(tǒng)9的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮控制功能。
本發(fā)明中的母浮標(biāo)和子浮標(biāo)由水面船舶人工布放，或由飛機(jī)空投到海面，快速廣泛地放置，以便及時(shí)迅速地獲得水下的信息。上級(jí)指揮中心的工作命令經(jīng)由天線29傳入母浮標(biāo)的無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)26，經(jīng)信號(hào)處理器25處理后，由A發(fā)射換能器基陣24向各子浮標(biāo)發(fā)出探測作業(yè)的工作命令，包括深度變化指令。各子浮標(biāo)的B接收換能器基陣15收到工作指令后，提交控制系統(tǒng)12進(jìn)行分析處理，控制系統(tǒng)12指揮B發(fā)射換能器基陣16和聲納換能器17開始工作、規(guī)定工作時(shí)間長度；同時(shí)，控制系統(tǒng)12綜合工作指令和深度傳感器13、壓力傳感器8的信息，對(duì)壓氣系統(tǒng)9、三通閥6、電控閥5同時(shí)進(jìn)行控制，改變充氣囊7內(nèi)的充氣量以調(diào)節(jié)子浮標(biāo)的工作深度。當(dāng)充氣囊7充滿空氣時(shí)，充氣囊7填充開口空腔20的全部容積，將開口空腔20內(nèi)的全部海水排入海中，子浮標(biāo)便獲得最大的浮力。當(dāng)充氣囊7空癟時(shí)，海水由通?？椎?1自由進(jìn)入開口空腔20，使子浮標(biāo)的浮力達(dá)到最小值，子浮標(biāo)得以沉降到一定的深度。
高壓氣瓶4內(nèi)儲(chǔ)存的高壓空氣，壓力略高于子浮標(biāo)要求的最大下潛深度處的水壓。如果要求下潛的深度為200米，空氣壓力應(yīng)略高于20標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；如果要求下潛的深度為300米，空氣壓力應(yīng)略高于30標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。子浮標(biāo)開始下潛時(shí)，控制系統(tǒng)12將協(xié)調(diào)各部件的動(dòng)作，充氣囊7內(nèi)的空氣經(jīng)由三通閥6被壓氣系統(tǒng)9抽吸并壓縮，穿過單向閥10送入高壓氣瓶；充氣囊7的容積減小的結(jié)果使海水經(jīng)由通?？椎?1進(jìn)入開口空腔20和充氣囊7之間的縫隙空間，子浮標(biāo)的浮力減小以至向下沉降，到達(dá)指定深度時(shí)，沉浮單元1各部件的動(dòng)作結(jié)束，使子浮標(biāo)保持在既定的工作深度。子浮標(biāo)開始上浮時(shí)，控制系統(tǒng)12將協(xié)調(diào)各部件的動(dòng)作，高壓氣瓶內(nèi)的高壓空氣，經(jīng)過打開的電控閥5，穿過三通閥6送入充氣囊7，充氣囊7的容積增大的結(jié)果使海水經(jīng)由通?？椎?1從開口空腔20和充氣囊7之間的縫隙空間排出到大海，子浮標(biāo)的浮力增加以至向上浮升，到達(dá)指定深度時(shí)，沉浮單元1各部件的動(dòng)作結(jié)束，使子浮標(biāo)保持在既定的工作深度。
B發(fā)射換能器基陣16和聲納換能器17在得到控制系統(tǒng)12傳來的工作指令后，開始工作；在得到控制系統(tǒng)12傳來的停止工作指令后，停止工作。工作中，聲納換能器17作360°轉(zhuǎn)動(dòng)，將探測到的信息經(jīng)由B發(fā)射換能器基陣16發(fā)送到母浮標(biāo)。母浮標(biāo)的A接收換能器基陣23收到各子浮標(biāo)發(fā)來的信息，經(jīng)過信號(hào)處理器25分析加工后送到無線電發(fā)射/接收系統(tǒng)26，經(jīng)由天線29傳送到上級(jí)指揮中心。
子浮標(biāo)和母浮標(biāo)殼體中的蓄電池，連續(xù)工作180天。采取斷續(xù)工作制將延續(xù)蓄電池的壽命，完全失電后在水面上進(jìn)行更換，多次延長浮標(biāo)的工作壽命。
由A發(fā)射換能器基陣24、B發(fā)射換能器基陣16和A接收換能器基陣23、B接收換能器基陣15承擔(dān)的子浮標(biāo)和母浮標(biāo)之間的無線水聲信號(hào)通訊，信號(hào)最大傳輸距離為10千米。在海流和海潮的長期推動(dòng)作用下，只要子浮標(biāo)、母浮標(biāo)分離的直線距離小于10千米，就能夠保持正常的通訊聯(lián)絡(luò)狀態(tài)，進(jìn)行指定的探測作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，包括一個(gè)母浮標(biāo)和數(shù)個(gè)子浮標(biāo)，其特征在于母浮標(biāo)由A接收換能器基陣(23)、A發(fā)射換能器基陣(24)、信號(hào)處理器(25)、無線電接收/發(fā)射裝置(26)、A蓄電池(27)、母浮標(biāo)外殼(28)和天線(29)組成，母浮標(biāo)外殼(28)是一個(gè)陀螺狀的旋轉(zhuǎn)體，上部大尾部小，A接收換能器基陣(23)、A發(fā)射換能器基陣(24)、信號(hào)處理器(25)、無線電接收/發(fā)射裝置(26)、A蓄電池(27)均安裝在母浮標(biāo)外殼(28)內(nèi)，天線(29)伸出在母浮標(biāo)外殼(28)頂部外側(cè)，子浮標(biāo)由沉浮單元(1)、控制單元(2)、聲納艙(3)、聲納換能器(17)和子浮標(biāo)外殼(22)構(gòu)成；其中，沉浮單元(1)包括高壓氣瓶(4)、電控閥(5)、三通閥(6)、充氣囊(7)、壓力傳感器(8)、壓氣系統(tǒng)(9)、單向閥(10)；控制單元(2)包括電路調(diào)控器(11)、控制系統(tǒng)(12)、深度傳感器(13)、B蓄電池(14)；聲納艙(3)包括B接收換能器基陣(15)和B發(fā)射換能器基陣(16)；子浮標(biāo)外殼(22)是一個(gè)圓柱形的殼體，沉浮單元(1)、控制單元(2)和聲納艙(3)都安置在子浮標(biāo)外殼(22)內(nèi)；聲納換能器(17)安置在子浮標(biāo)外殼(22)底部的外側(cè)，聲納艙(3)布置在子浮標(biāo)的底部；子浮標(biāo)的頂部是密閉空腔(18)；球型開口空腔(20)位于子浮標(biāo)的中部，開口空腔(20)的底部與通?？椎?21)相接，開口空腔(20)的頂部安裝了密封接頭(19)，充氣囊(7)安置在開口空腔(20)內(nèi)，高壓氣瓶(4)、電控閥(5)、三通閥(6)、壓力傳感器(8)、壓氣系統(tǒng)(9)、單向閥(10)和控制單元(2)布置在密閉空腔(18)和開口空腔(20)之間；A蓄電池(27)、A接收換能器基陣(23)、A發(fā)射換能器基陣(24)、無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)(26)都各自與信號(hào)處理器(25)電連接，天線(29)與無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)(26)電連接；充氣囊(7)的充氣口通過密封接頭(19)與三通閥(6)的一個(gè)通道管連接，三通閥(6)的另一個(gè)通道通過電控閥(5)與高壓氣瓶(4)的出口管連接，三通閥(6)的第三個(gè)通道和壓氣系統(tǒng)(9)的進(jìn)口管連接，高壓氣瓶(4)上安裝有壓力傳感器(8)，壓氣系統(tǒng)(9)的出口通過單向閥(10)與高壓氣瓶(4)的進(jìn)口管連接；B蓄電池(14)的輸出端與控制系統(tǒng)(12)電連接；控制系統(tǒng)(12)的一個(gè)輸出端與電路調(diào)控器(11)的輸入端電連接，控制系統(tǒng)(12)的第二個(gè)輸出端分別與電控閥(5)和三通閥(6)的控制端電連接，控制系統(tǒng)(12)的第三個(gè)輸出端分別與B發(fā)射換能器基陣(16)、聲納換能器(17)的控制端電連接，聲納換能器(17)的輸出端與B發(fā)射換能器基陣(16)電連接；壓力傳感器(8)的輸出端、深度傳感器(13)的輸出端和B接收換能器基陣(15)的輸出端分別與控制系統(tǒng)(12)的各輸入端電連接；壓氣系統(tǒng)(9)通過電路調(diào)控器(11)與B蓄電池(14)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，其特征是所述的母浮標(biāo)和子浮標(biāo)由水面船舶人工布放，或由飛機(jī)空投到海面，快速廣泛地放置，子浮標(biāo)的數(shù)量根據(jù)所需探測海域大小、水下情況而定，一般取3到5只。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，其特征是所述的控制系統(tǒng)(12)綜合工作指令和深度傳感器(13)、壓力傳感器(8)的信息，對(duì)壓氣系統(tǒng)(9)、三通閥(6)、電控閥(5)同時(shí)進(jìn)行控制，改變充氣囊(7)內(nèi)的充氣量以調(diào)節(jié)子浮標(biāo)的工作深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，其特征是所述的B蓄電池(14)和A蓄電池(27)，連續(xù)工作180天，完全失電后在水面上進(jìn)行更換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，其特征是所述的子浮標(biāo)和母浮標(biāo)之間的無線水聲信號(hào)最大傳輸距離為10千米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，其特征是所述的聲納換能器17作360°轉(zhuǎn)動(dòng)，將探測到的信息經(jīng)由B發(fā)射換能器基陣16發(fā)送到母浮標(biāo)。
全文摘要
變深度聲納浮標(biāo)探測陣列，屬于船舶工程技術(shù)領(lǐng)域。包括一個(gè)母浮標(biāo)和數(shù)個(gè)子浮標(biāo)，母浮標(biāo)和子浮標(biāo)可由船舶人工布放，或由飛機(jī)空投，上級(jí)指揮中心的工作命令經(jīng)由天線傳入母浮標(biāo)的無線電接收/發(fā)射系統(tǒng)，由A發(fā)射換能器基陣向各子浮標(biāo)發(fā)出工作命令，各子浮標(biāo)的B接收換能器基陣收到工作指令后，提交控制系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，控制系統(tǒng)指揮B發(fā)射換能器基陣和聲納換能器工作，同時(shí)，控制系統(tǒng)還綜合工作指令和深度傳感器、壓力傳感器的信息，對(duì)壓氣系統(tǒng)、三通閥、電控閥同時(shí)進(jìn)行控制，改變充氣囊內(nèi)的充氣量以調(diào)節(jié)子浮標(biāo)的工作深度。本發(fā)明對(duì)于科學(xué)研究、工程實(shí)踐的水中應(yīng)急作業(yè)以及國家海上防衛(wèi)，都具有積極意義，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)G08C17/00GK1996419SQ20061014765
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者馬捷, 杜樂樂, 倪園芳 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)