CN106741658A - 一种声信标自动布放结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋探测技术领域和海洋工程领域,具体涉及一种声信标自动布放结构。一种声信标自动布放结构,该结构包括声信标模块和锚系模块两部分,声信标模块包括换能器、浮力外壳、电子仓、声学释放器,锚系模块包括静水压力释放器、系留缆、锁紧钢缆、沉块、张紧器;所述换能器、电子仓与声学释放器为一体化设计,构成声信标主体,换能器位于声信标上部、声学释放器位于声信标底部。本发明通过静水压力释放器,完成了声信标在水下的自动布放,一方面减小了工作难度,提高了效率。另一方面也有效的避免了在布放过程中的人为因素干扰,能够很好的为海洋探索与开发提供服务。
Description
技术领域
本发明属于海洋探测技术领域和海洋工程领域,具体涉及一种声信标自动布放结构。
背景技术
水声技术是海洋探索开发的基础,声信标结构作为水声设备的载体,能够为水声设备在深海长期连续工作提供一个稳定可靠的工作平台。
对于声信标的布放,目前业界普遍采用分体式布放结构,即将浮体、声信标和沉块用缆绳依次连接,布放时采用人工方式依次投入水中。通过此种结构进行声信标的布放时,由于设备体积和重量较大,一般需要较多的人力,过程较为繁琐,存在一定的危险,在实际应用过程中,上述声信标布放结构显现出了诸多缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种声信标自动布放结构。
一种声信标自动布放结构,该结构包括声信标模块和锚系模块两部分,声信标模块包括换能器、浮力外壳、电子仓、声学释放器,锚系模块包括静水压力释放器、系留缆、锁紧钢缆、沉块、张紧器;所述换能器、电子仓与声学释放器为一体化设计,构成声信标主体,换能器位于声信标上部、声学释放器位于声信标底部,所述浮力外壳固定在声信标主体周围,所述静水压力释放器两端分别连接声信标模块和锁紧钢缆,所述锁紧钢缆两端与静水压力释放器端固定,所述张紧器位于沉块底部,串接在锁紧钢缆中间,所述系留缆位于沉块上部腔体内,两端分别连接所述声学释放器和所述沉块。
所述静水压力释放器的两端分别连接所述浮力外壳和所述锁紧钢缆,能够根据需求设定不同的启动深度,启动后会与所述锁紧钢缆和所述锁紧器一起脱离系统。
所述静水压力释放器为2个。
所述浮力外壳为厚度202毫米的微珠玻璃浮性材料。
所述系留缆为直径6毫米-8毫米的芳纶编织绳,抗拉强度大于1000千克。
所述系留缆盘绕时采用顺逆时针方向分段分层盘绕,层间采用少量石蜡固定。
所述沉块采用铸钢或铸铁件,重量不小于100千克,底部加沟槽设计。
本发明通过静水压力释放器,完成了声信标在水下的自动布放,一方面减小了工作难度,提高了效率。另一方面也有效的避免了在布放过程中的人为因素干扰,能够很好的为海洋探索与开发提供服务。
附图说明
图1本发明的布放结构示意图。
图2本发明的静水压力释放器内部结构示意图。
图3本发明的系留缆及盘缆装置示意图。
图4本发明的静水压力释放器启动后的系统示意图。
图5本发明布放过程示意图。
其中,1.换能器,2.浮力外壳,3.电子仓,4.声学释放器,5.静水压力释放器,6.系留缆(带盘缆装置),7.沉块,8.锁紧钢缆,9.张紧器,41.端盖,42.壳体,43.定位销,44.O型圈,45.弹簧,46.挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明包括一套适应海上试验的声信标自动布放结构,以及与之配套的布放方法。本发明能够有效的解决目前声信标布放过程中,步骤繁琐,工作效率低的问题,实现声信标的自动布放,更好的为海洋探索和研究服务。
一种声信标自动布放结构,其特征在于,该发明包括:
声信标模块,所述声信标模块包括换能器、浮力外壳、电子仓和声学释放器;
锚系模块,所述锚系模块包括静水压力释放器、系留缆、锁紧钢缆、沉块和张紧器。
所述浮力外壳固定在声信标周围,为深海浮力材料(玻璃微珠),耐压6000米,外层喷涂聚脲材料,表面光滑,可以减小流阻力,具有弹性,有效减轻磨损及碰撞;
所述换能器位于浮力外壳顶部。
所述电子仓位于声信标中部,仓内为声信标的电路模块,外壳为钛合金密闭结构。
所述声学释放器位于浮力外壳底部。
所述静水压力传感器的两端分别连接所述浮力外壳和所述锁紧钢缆,能够在一定深度启动,启动后会与锁紧钢缆和张紧器一起脱离整个结构;
所述锁紧钢缆位于沉块的沟槽中,绕过沉块,两端与静水压力释放器端固定,还起到将沉块兜底的作用;
所述张紧器为花篮螺丝结构,位于沉块底部,串接在锁紧钢缆中间,能够收紧沉块与静水压力释放器之间的连接;
所述系留缆两端分别连接所述声学释放器和所述沉块,采用直径6-8毫米的芳纶编织绳,其抗拉强度大于1000千克,满足释放时的动载要求。系留缆配有排缆装置,设计在沉块的上部腔体内,可容纳200米以上系留缆盘绕,盘绕时采用顺逆时针方向分段分层盘绕,层间采用少量石蜡固定,以确保释放时系留缆逐层脱出,不会出现扭曲及缠绕;
所述沉块为铸钢或铸铁件,重量不小于100千克,底部加沟槽设计,使其具有一定的抓重比,锚碇可靠,沉块底部可以加装吊环,安装时,先将系留缆一端与沉块连接妥当,另一端连接释放器,中间部分规则地盘绕在沉块上的盘缆装置上,然后沉块与静水压力释放器对接。将锁紧钢缆置于沉块预留的沟槽中。
加工完成的静水压力释放器的端盖净重为M,端盖上下两侧受到的水压力分别为F上和F 下,端盖受到的浮力外壳提供的浮力为F浮,端盖受到力为F;
F=F浮+F下-F上-Mg;
系统入水前,净水压力释放器内部没有进水F下=0,系统入水后逐渐F下增大,直至F大于零,静水压力释放器的端盖与壳体脱离,弹簧定位销解除,在弹簧弹力作用下,静水压力释放器与系统脱离,实现声信标自动布放。
在静水压力释放器脱离的同时,带动锁紧钢缆和张紧器一同脱离系统。
根据不同的试验环境,可以调整浮力外壳的体积和静水压力释放器端盖的重量,使静水压力释放器能够在指定深度释放。
如图1-4所示,一种声信标自动布放结构包括换能器1、浮力外壳2、电子仓3、声学释放器4、静水压力释放器5、系留缆(带盘缆装置)6、沉块7、锁紧钢缆8、张紧器9(静水压力释放器两套、其余各一套)。如图2所示,静水压力释放器包括端盖41、壳体42、定位销43、O型圈44、,弹簧45、挡板46。净水压力释放器端盖41与浮力外壳2连接,另一端通过锁紧钢缆8和张紧器9与沉块7连接。声学释放器4和沉块7通过系留缆6连接。
布放前,然后按照图1将系统连接:将浮力外壳2固定在声信标周围,不能遮挡换能器1,浮力外壳2底部与静水压力释放器端盖固定,按照图3将系留缆5(带盘缆装置)用顺逆时针方向分段分层盘绕在沉块7的腔体内,层间采用少量石蜡固定,另外一端连接声学释放器4。将锁紧钢缆8置于沉块底部的沟槽中,绕过沉块,两端与静水压力释放器5固定,调节张紧器9使沉块7与静水压力释放器5之间的钢缆收紧。最后将整个系统挂在作业船的吊钩上,完成布放准备。
如图5,布放过程主要包括以下步骤:
1、根据需求选择布放时间和布放地点。
需要对布放地点的海底地址结构进行分析,尽量选择高低起伏较小的地点,结合天气和海况,最终确定布放时间、地点、深度(静水压力释放器启动深度)等。
2、作业船行驶到布放地点,进行布放准备。
准备工作主要包括:稳定作业船和组装系统。
3、使用作业船上的吊车将系统下放到水下。
当系统入水后,将吊车滑钩解脱,系统开始下沉。
4、自动布放声信标。
系统下降到指定深度后,静水压力释放器启动,脱离系统,声信标模块与锚系模块分离,沉块下沉到海底,实现声信标自动布放。
5、回收应答器模块。
水面发射回收命令,接到命令后,声学释放器启动,系留缆解脱,声信标单元与锚系分离,丢弃系留缆与沉块,声信标模块上浮至水面,由作业船完成回收。
实施例
中国南海某海域海底探测工作,布放声信标。根据本发明所采取的方法的步骤,组装设备,顺利布放四只声信标。
静水压力释放器在系统下沉至水面下6米处启动,自动布放声信标。
布放20日后,作业船依次使至四处布放地点,由船载水声设备发送回收信号,声学释放器启动,抛弃系留缆与沉块,上浮至水面,由作业船完成声信标的回收。
本发明的结构使用方法,包括以下步骤:
第一步,根据需求选择布放时间、布放地点、静水压力释放器启动深度。
第二步,作业船行驶到布放地点,进行系统组装。
第三步,从作业船甲板将系统通过滑钩起吊至舷外,下放入水后将滑钩解脱。
第四步,系统入水后,下沉指定深度后,静水压力释放器启动,脱离系统,声信标模块与锚系模块分离,沉块下沉至海底,实现自动布放。
第五步,水面发射回收命令,接到命令后,声学释放器启动,系留缆解脱,声信标与锚系分离,丢弃沉块与系留缆,声信标模块上浮至水面,由作业船完成声信标回收。
Claims (7)
1.一种声信标自动布放结构,其特征在于:该结构包括声信标模块和锚系模块两部分,声信标模块包括换能器、浮力外壳、电子仓、声学释放器,锚系模块包括静水压力释放器、系留缆、锁紧钢缆、沉块、张紧器;所述换能器、电子仓与声学释放器为一体化设计,构成声信标主体,换能器位于声信标上部、声学释放器位于声信标底部,所述浮力外壳固定在声信标主体周围,所述静水压力释放器两端分别连接声信标模块和锁紧钢缆,所述锁紧钢缆两端与静水压力释放器端固定,所述张紧器位于沉块底部,串接在锁紧钢缆中间,所述系留缆位于沉块上部腔体内,两端分别连接所述声学释放器和所述沉块。
2.根据权利要求1所述的一种声信标自动布放结构,其特征在于:所述静水压力释放器的两端分别连接所述浮力外壳和所述锁紧钢缆,能够根据需求设定不同的启动深度,启动后会与所述锁紧钢缆和所述锁紧器一起脱离系统。
3.根据权利要求1所述的一种声信标自动布放结构,其特征在于:所述静水压力释放器为2个。
4.根据权利要求1所述的一种声信标自动布放结构,其特征在于:所述浮力外壳为厚度202毫米的微珠玻璃浮性材料。
5.根据权利要求1所述的一种声信标自动布放结构,其特征在于:所述系留缆为直径6毫米-8毫米的芳纶编织绳,抗拉强度大于1000千克。
6.根据权利要求1所述的一种声信标自动布放结构,其特征在于:所述系留缆盘绕时采用顺逆时针方向分段分层盘绕,层间采用少量石蜡固定。
7.根据权利要求1所述的一种声信标自动布放结构,其特征在于:所述沉块采用铸钢或铸铁件,重量不小于100千克,底部加沟槽设计。
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