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變深度聲納浮標(biāo)探測陣列的制作方法

文檔序號(hào):6693423閱讀:166來源:國知局
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)
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