CN105044728A - 一种用于中小型渔船的渔探仪探头 - Google Patents

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宋俊才
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Abstract

本发明公开了一种用于中小型渔船的渔探仪探头。发明采用倒T型阵的结构实现中小型渔船对渔群的探索，其阵型结构简单，体积小，而且通过在水平方向和竖直方向上布置阵元，不仅阵型简单，而且还实现了水平方向和竖直方向的探测。此外，为了避免来自尾翼座方向的噪声对接收阵的所接收到的信号的影响，尾翼座采用具有良好反声效果的预压缩聚氨酯泡沫材料，从而能够隔离80％的噪声。由于在使用过程中如果渔探仪探头垂直于水面放置会导致自然指向波束照射至海面而导致散射，为了在使用过程中需充分利用该波束，则需要将基阵架的安装角度根据声波波束宽度进行调整，进而有效减小海面散射。

Description

一种用于中小型渔船的渔探仪探头
技术领域
本发明涉及水声探测领域，具体涉及一种用于中小型渔船的渔探仪探头。
背景技术
主动渔探仪的工作原理是，声纳发射声波，被鱼群反射或散射后被水听器接收，通过对声信号的处理判断鱼群的方位、距离等信息。早期的渔探仪多为单波束垂直渔探仪，只能探测船底信息，现在一般很少使用。国外进口的渔探仪，如挪威的Simrad系列、日本的古野系列等，均能实现全空间360度范围内探测鱼群，然而，此种渔探仪一般采用圆柱形面阵结构，其阵型复杂、信号处理难度高，故成本较高，一般只适用于大型远洋渔船。此外，由于探头体积较大，且不具有流线型结构，流噪声较大，给鱼群探测带来一定影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于中小型渔船的渔探仪探头，阵型结构简单、体积小且能够实现水平方向和竖直方向的全探测，并且具有较好的流线型结构。
一种用于中小型渔船的渔探仪探头，包括：导流罩1、法兰2、尾翼座3、前视T型阵4、基阵架5、俯视单阵元6和用于基阵电缆走线的圆柱筒7；
所述导流罩1的外形为T型结构，且导流罩1表面均匀分布多个通孔；其中，导流罩1的水平部分的两端封闭，垂直部分中未与水平部分连接的一端为开放结构；内部形成用于放置基阵架5的T字型通槽；尾翼座3为与导流罩1外形对应的实体结构；
所述前视T型阵4中垂直方向的部分为发射阵，水平方向的部分为接收阵。
所述基阵架5其中一个T型端面上对应装有前视T型阵4；另一个T型端面的垂直端上具有一个用于放置基阵电缆的凹槽；基阵架5水平端部分、与垂直端连接的一端面的对立面上装有俯视单阵元6；
所述基阵架5对应固定安装在尾翼座3的T型端面上；导流罩1的开口端和尾翼座3的端面尺寸一致，且导流罩1的开口端与尾翼座3的端面固连后外形形成流线型结构；所述基阵架5位于T字型通槽内，且基阵架5垂直方向上未安装俯视单阵元6的端面安装圆柱筒7，圆柱筒7的另一端与法兰2连接；
所述渔探仪探头通过法兰倒装在船底。
特别地，所述导流罩1采用玻璃钢材料制成，尾翼座3采用预压缩聚氨酯泡沫材料制成。
特别地，所述基阵架5与船底成角度倾斜于水面方向排布，其中，D为声波波束宽度。
特别地，所述前视T型阵4中的发射阵由10个阵元构成，所述前视T型阵4中的接收阵由12个阵元构成。
有益效果：
1、本发明采用倒T型阵的结构实现中小型渔船对渔群的探测，其阵型结构简单，体积小，而且通过在水平方向和竖直方向上布置阵元，实现了水平方向和竖直方向的同时扫描探测。此外，为了减小流噪声，本发明还将导流罩做出流线型结构。
2、本装置为了避免来自尾翼座方向的噪声对接收阵的所接收到的信号的影响，尾翼座采用具有良好反声效果的预压缩聚氨酯泡沫材料，从而能够隔离80％的噪声。
3、由于在使用过程中如果渔探仪探头垂直于水面放置会导致自然指向波束照射至海面而导致散射，为了在使用过程中需充分利用该波束，则需要将基阵架的安装角度根据波束宽度进行调整，进而有效减小海面散射。
附图说明
图1为一种小型化渔探仪水声换能器探头总体结构示意图。
图2为俯视单阵元示意图。
图3导流罩示意图。
图4为尾翼座示意图。
图5为基阵架示意图。
其中，1-导流罩，2-法兰，3-尾翼座，4-前视T型阵，5-基阵架，6-俯视单阵元，7-圆柱筒。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种用于中小型渔船的渔探仪探头，如图1所示，包括：导流罩1、法兰2、尾翼座3、前视T型阵4、基阵架5、俯视单阵元6和用于基阵电缆走线的圆柱筒7；
如图3所示，所述导流罩1的外形为T型结构，且导流罩(1)表面均匀分布多个通孔，用于透射和接收声波。分别由水平部分和垂直部分构成；其中，导流罩(1)的水平部分的两端封闭，垂直部分中未与水平部分连接的一端为开放结构；内部形成用于放置基阵架5的T字型通槽；如图4所示，尾翼座3为与导流罩1外形对应的实体结构；
如图5所示，所述基阵架5为T型架，包括水平端和垂直端；其中，垂直端高度为466毫米，水平段长度为360毫米，基阵架厚度为300毫米。所述基阵架5的其中一个T型端面上对应装有前视T型阵4；所述前视T型阵(4)中垂直方向的部分由10个阵元通过硫化和密封处理后固定形成发射阵；水平方向的部分由12个阵元通过硫化和密封处理后固定形成接收阵。且接收阵和发射阵中相邻两个阵元根据发射阵发射出的信号波长的一半作为间距排布，其发射频率为30kHz。另一个T型端面的垂直端上具有一个用于放置基阵电缆的凹槽；如图2所示基阵架5水平端部分、与垂直端连接的一端面的对立面上装有俯视单阵元6；所述俯视单阵元6为收发合置单阵元，可实现发射声波和接收声波的功能。
所述基阵架5对应固定安装在尾翼座3的T型端面上；导流罩1的开口端和尾翼座3的端面尺寸一致，且导流罩1的开口端与尾翼座3的端面固连后外形形成完整的流线型结构；所述基阵架5位于T字型通槽内，且基阵架5垂直方向上未安装俯视单阵元6的端面安装圆柱筒7，圆柱筒7的另一端与法兰2连接；
所述渔探仪探头通过法兰倒装在船底，所述前视T型阵4中的发射阵通过控制发射声波，声波到达鱼群后产生回波并由前视T型4中的接收阵接收，实现对水平方向的探测；所述俯视单阵元6发射声波，声波到达鱼群后产生回波并由俯视单阵元6接收。渔探仪探头上的信号通信模块在检测到回波信号后，将回波信号发送给外部信号处理系统，进而实现对采集到的信号进行分析。
导流罩1采用玻璃钢材料制成，能够在保证结构的强度的基础上，提供了更加有利的透声效果。由于本装置的使用环境复杂，易受噪声影响，为了避免来自尾翼座方向的噪声对接收阵的所接收到的信号的影响，尾翼座3采用具有良好反声效果的预压缩聚氨酯泡沫材料，从而能够隔离80％的噪声。
此外，由于该装置使用深度较浅，部分声能会在海面散射，影响探测结果。同时，由于自然指向波束性能优于其他波束，为了在使用过程中需充分利用该波束，则需要将基阵架的与船底以一定安装角度安装，具体安装角度根据声波波束宽度进行调整，即基阵架5与船底成角度且倾斜于水面方向排布，其中，D为声波波束宽度。进而有效减小海面散射，使得声波能够大部分发射至海中。
前视T型阵4和俯视单阵元6中的每个阵元均采用压电陶瓷晶片。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于中小型渔船的渔探仪探头，其特征在于，包括：导流罩(1)、法兰(2)、尾翼座(3)、前视T型阵(4)、基阵架(5)、俯视单阵元(6)和用于基阵电缆走线的圆柱筒(7)；
所述导流罩(1)的外形为T型结构，且导流罩(1)表面均匀分布多个通孔；其中，导流罩(1)的水平部分的两端封闭，垂直部分中未与水平部分连接的一端为开放结构；内部形成用于放置基阵架(5)的T字型通槽；尾翼座(3)为与导流罩(1)外形对应的实体结构；
所述前视T型阵(4)中垂直方向的部分为发射阵，水平方向的部分为接收阵。
所述基阵架(5)其中一个T型端面上对应装有前视T型阵(4)；另一个T型端面的垂直端上具有一个用于放置基阵电缆的凹槽；基阵架(5)水平端部分、与垂直端连接的一端面的对立面上装有俯视单阵元(6)；
所述基阵架(5)对应固定安装在尾翼座(3)的T型端面上；导流罩(1)的开口端和尾翼座(3)的端面尺寸一致，且导流罩(1)的开口端与尾翼座(3)的端面固连后外形形成流线型结构；所述基阵架(5)位于T字型通槽内，且基阵架(5)垂直方向上未安装俯视单阵元(6)的端面安装圆柱筒(7)，圆柱筒(7)的另一端与法兰(2)连接；
所述渔探仪探头通过法兰倒装在船底。
2.如权利要求1所述的渔探仪探头，其特征在于，所述导流罩(1)采用玻璃钢材料制成，尾翼座(3)采用预压缩聚氨酯泡沫材料制成。
3.如权利要求1所述的渔探仪探头，其特征在于，所述基阵架(5)与船底成角度倾斜于水面方向排布，其中，D为声波波束宽度。
4.如权利要求1所述的渔探仪探头，其特征在于，所述前视T型阵(4)中的发射阵由10个阵元构成，所述前视T型阵(4)中的接收阵由12个阵元构成。
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