CN109507657A - 一种自容式声源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自容式声源。包括充电电池、功率放大器、控制模块、水密舱、压力传感器、换能器和上位机；控制模块通过USB接口与上位机相连，上位机软件实现系统对时、任务表建立和信号波形下载功能，上位机软件还实现工作电压区间范围，工作深度区间范围以及深度采样间隔等参数设置功能，深度传感器接入到控制模块，实现深度信息实时记录，并可以根据深度值以及深度工作区间范围，实现设备浮出水面后停止发射信号的功能，保护换能器。本发明的有益效果是当工作在吊放模式或者拖曳模式时，只需要一根拖曳钢缆即可，不需要额外供电，大大简化了声源发射工作，系统工作更加可靠简单。

Description

一种自容式声源

技术领域

本发明属于水下声信号发射技术领域，涉及一种自容式声源。

背景技术

海洋声学调查和研究中常常需要用到人工有规声源，一般的工作模式为吊放或者拖曳，其特点是信号发射和功率放大器位于船上，通过电缆将放大后的信号输送到换能器。这个工作模式的缺点是布放较为繁琐，特别是当电缆不是承重缆时，还需要配备准备钢缆承重，电缆和钢缆之间容易产生缠绕和磨损。此外，目前的海洋声学声场起伏研究中，需要一种可以可以定点连续发射的声源设备，目前的声源设备还不支持这种工作方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自容式声源。

本发明所采用的技术方案是包括充电电池、功率放大器、控制模块、水密舱、压力传感器、换能器和上位机；其中，密封舱和换能器安装在支架内，导流罩安装在支架前端，尾翼安装在支架后端。控制模块连接功率放大器，功率放大器连接换能器，压力传感器与控制模块相连，安装有上位机软件的电脑通过USB与控制模块相连，充电电池为整个系统供电，系统电路部分位于水密舱中，换能器与水密舱之间通过水密接头相连，整个系统使用水密技术制作，满足耐压需求。当工作在吊放模式，或者浮标和潜标布放时，拆掉导流罩和尾翼即可。控制模块通过USB接口与上位机相连，上位机软件实现系统对时、任务表建立和信号波形下载功能，上位机软件还实现工作电压区间范围，工作深度区间范围以及深度采样间隔等参数设置功能，深度传感器接入到控制模块，实现深度信息实时记录，并可以根据深度值以及深度工作区间范围，实现设备浮出水面后停止发射信号的功能，保护换能器，系统开关决定了充电电池是否向控制模块供电，充电电池在水密舱外预留有充电接口，控制模块将波形文件转换为模拟信号，经过功率放大器后，驱动换能器发射信号，控制模块控制功率放大器的供电开关，只有需要发射信号时，才会给功率放大器供电。

进一步，使用所述压力传感器实时监测记录自容式声源深度，该深度同时用于判断设备是否出水，如果设备出水就停止发射声波信号，保护换能器不受到损坏。

进一步，上位机以任务工作表的形式配置自容式声源发射信号的形式和时间，并调整系统工作电压范围、工作深度范围和深度采样间隔参数。

进一步，水密舱外部预留了接口与舱内设备交互，包括系统开关、usb通讯和充电操作均不需要打开水密舱，操作简便。

本发明的有益效果是：

1.当工作在吊放模式或者拖曳模式时，只需要一根拖曳钢缆即可，不需要额外供电，大大简化了声源发射工作，系统工作更加可靠简单。

2.自容式声源可以以潜标模式或者浮标模式工作，能够满足海洋声学声起伏的观测需求。

3.通过压力传感器的应用，系统可以实时记录声源布放深度，利用深度信息可以控制系统在浮出水面时停止工作，保护换能器。

4.自容式声源进行了合理化设计，所有的操作均可以在不打开水密舱的情况下进行，简化了操作。

附图说明

图1是自容式声源的电路逻辑关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明包括充电电池、功率放大器、控制模块、水密舱、压力传感器、换能器和上位机软件。控制模块连接功率放大器，功率放大器连接换能器，压力传感器与控制模块相连，安装有上位机软件的电脑通过USB与控制模块相连，充电电池为整个系统供电。系统电路部分位于水密舱中，换能器与水密舱之间通过水密接头相连，整个系统使用水密技术制作，满足耐压需求。当工作在吊放模式，或者浮标和潜标布放时，拆掉导流罩和尾翼即可。通过上位机将波形文件下载到控制模块，设定发射任务表，控制模块按照任务表读取波形文件，使用DA将数字信号转换为模拟信号，经过功率放大器的放大，驱动换能器发射声波信号。控制模块实时读取深度传感器并记录，当深度不满足要求时，系统停止发射信号。控制模块实时读取充电电池电压，当电压低于设定值时，系统停止工作。当充电电池电量消耗后，通过水密舱接口，使用专用充电器充电。通过水密舱外部的开关接通系统供电，使用USB线缆连接到上位机，利用上位机软件设定发射信号的形式和发射时间，将自容式声源布放到指定深度即可执行信号发射工作。这种自容式声源能以船载吊放、船载拖曳、浮标布放和潜标布放4种形式布放，操作简单，可以较大地简化海上声源发射工作。系统自带深度传感器可以实时记录声源深度，同时根据深度采样，系统可以确保在换能器浮出水面后不发射信号，保护换能器不受到损坏。

如图1所示的电路逻辑图，虚线框内部件均位于水密舱内。控制模块通过USB接口与上位机相连，上位机软件可以实现系统对时、任务表建立和信号波形下载功能。上位机软件还可以实现工作电压区间范围，工作深度区间范围以及深度采样间隔等参数设置功能。深度传感器接入到控制模块，实现深度信息实时记录，并可以根据深度值以及深度工作区间范围，实现设备浮出水面后停止发射信号的功能，保护换能器。系统开关决定了充电电池是否向控制模块供电。充电电池在水密舱外预留有充电接口。控制模块将波形文件转换为模拟信号，经过功率放大器后，驱动换能器发射信号。控制模块控制功率放大器的供电开关，只有需要发射信号时，才会给功率放大器供电。

本发明的有益效果是：

1.当工作在吊放模式或者拖曳模式时，只需要一根拖曳钢缆即可，不需要额外供电，大大简化了声源发射工作，系统工作更加可靠简单。

2.自容式声源可以以潜标模式或者浮标模式工作，能够满足海洋声学声起伏的观测需求。

3.通过压力传感器的应用，系统可以实时记录声源布放深度，利用深度信息可以控制系统在浮出水面时停止工作，保护换能器。

4.自容式声源进行了合理化设计，所有的操作均可以在不打开水密舱的情况下进行，简化了操作。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种自容式声源，其特征在于：包括充电电池、功率放大器、控制模块、水密舱、压力传感器、换能器和上位机；其中，密封舱和换能器安装在支架内，导流罩安装在支架前端，尾翼安装在支架后端；控制模块连接功率放大器，功率放大器连接换能器，压力传感器与控制模块相连，安装有上位机软件的电脑通过USB与控制模块相连，充电电池为整个系统供电，系统电路部分位于水密舱中，换能器与水密舱之间通过水密接头相连，整个系统使用水密技术制作，满足耐压需求；当工作在吊放模式，或者浮标和潜标布放时，拆掉导流罩和尾翼即可；控制模块通过USB接口与上位机相连，上位机软件实现系统对时、任务表建立和信号波形下载功能，上位机软件还实现工作电压区间范围，工作深度区间范围以及深度采样间隔等参数设置功能，深度传感器接入到控制模块，实现深度信息实时记录，并可以根据深度值以及深度工作区间范围，实现设备浮出水面后停止发射信号的功能，保护换能器，系统开关决定了充电电池是否向控制模块供电，充电电池在水密舱外预留有充电接口，控制模块将波形文件转换为模拟信号，经过功率放大器后，驱动换能器发射信号，控制模块控制功率放大器的供电开关，只有需要发射信号时，才会给功率放大器供电。

2.按照权利要求1所述一种自容式声源，其特征在于：使用所述压力传感器实时监测记录自容式声源深度，该深度同时用于判断设备是否出水，如果设备出水就停止发射声波信号，保护换能器不受到损坏。

3.按照权利要求1或2所述一种自容式声源，其特征在于：所述上位机以任务工作表的形式配置自容式声源发射信号的形式和时间，并调整系统工作电压范围、工作深度范围和深度采样间隔参数。

4.按照权利要求1或2所述一种自容式声源，其特征在于：所述水密舱外部预留了接口与舱内设备交互，包括系统开关、usb通讯和充电操作均不需要打开水密舱，操作简便。