CN111127868A - 一种远距离高可靠水声遥控起爆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远距离高可靠水声遥控起爆装置，包括信号发射端和信号接收端；信号发射端入水后发射声波编码信号，由信号接收端接收、处理并确认为起爆信号后输出电流引爆电雷管；入水上电后在设定的延时时间内，若未起爆，则信号接收端启动自主延时起爆功能，完成起爆作业。本发明起爆可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及水下遥控触发系统技术领域，具体涉及一种远距离高可靠水声遥控起爆装置。
背景技术
某些水下设备往往需要在特定时间点上和一定距离下可靠触发相应机构，同时又不能受到外界环境干扰出现误动作事件。因此需要在触发的距离内，能够及时、可靠的向其发送指令，同时具备复杂水下环境下的延时自触发能力，确保触发的可靠性。
水下最有效的信号传输载体为声波，但在高海况条件或近海航道附近，水声环境恶劣，声接收装置会受到各种噪声干扰，极易发生误动作现象，而对于某些装置如爆炸装置等，一旦出现误动作现象，必将导致重大财产损失甚至会出现人员伤亡，另一方面，若没有在规定时间内动作，则会带来安全隐患，威胁到靠近人员或设备的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种远距离高可靠水声遥控起爆装置，起爆可靠性高。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种远距离高可靠水声遥控起爆装置，包括信号发射端和信号接收端；
所述信号发射端入水后发射声波编码信号，由信号接收端接收、处理并确认为起爆信号后输出电流引爆电雷管；入水上电后在设定的延时时间内，若未起爆，则信号接收端启动自主延时起爆功能，完成起爆作业。
进一步地，所述信号发射端包括信号发射装置、收放装置、水密电缆、电源及发射控制箱；
所述信号发射装置用于发射声波编码信号；
所述收放装置通过水密电缆与信号发射装置相连；
所述电源及发射控制箱与收放装置通过水密电缆电连接，为信号发射装置、收放装置供电。
进一步地，所述电源及发射控制箱将声波编码信号的发射模式设定为工作模式和训练模式，对于不同的发射频率，通过选择电平决定发射信号的发射频率。
进一步地，所述信号接收端包括接收换能器、信号检测模块、起爆信号/延时起爆输出模块、电源模块和耐压壳体；
接收换能器、信号检测模块、起爆信号/延时起爆输出模块、电源模块均安装在耐压壳体上；所述电源模块为信号检测模块、起爆信号/延时起爆输出模块供电；所述接收换能器接收到声波编码信号后传递给信号检测模块，信号检测模块处理后输出水声信号给起爆信号/延时起爆输出模块；所述起爆信号/延时起爆输出模块判断所述水声信号是否为起爆信号，若不是继续接收直至确认为起爆信号，由起爆电容输出电流引爆雷管；若在设定延时时间内未收到起爆信号，所述起爆信号/延时起爆输出模块内设置的延时电路启动自主延时起爆功能。
进一步地，所述信号检测模块采用DSP数字电路。
进一步地，所述声波编码信号为四频编码脉冲信号。
有益效果：
1、本发明充分考虑了水下噪声环境特点，采用声波编码信号遥控与电路延时相结合的起爆方式，确保远距离复杂噪声环境下的触发可靠性。其中，声波编码信号遥控替代原来的由人工释放爆炸物产生信号和时间间隔作为触发信号，现有技术由于需要采用火工品爆炸物作为触发信号，安全性低，而且触发的机理为释放爆炸物产生信号的时间间隔，本发明采用声波编码作为触发水声发射信号，信号检测采用能量、频率以及脉宽结合方式，因此本发明可有效降低复杂水声环境下的信号干扰，同时具备高检测概率，抗干扰性强，避免了单频信号易受干扰的问题，实现了可靠触发，保证了较高的检测概率和极低的虚警率；而且，若由于水下遮挡或信号接收端故障，结合电路延时起爆功能，可保证装置可靠动作，进一步提高了起爆的可靠性。
2、本发明将发射模式分为工作模式和训练模式，提高了信号的保密性。
3、本发明采用的DSP数字电路，功耗低，信号处理速度快。
附图说明
图1为本发明的模块组成示意图；
图2为本发明的结构组成示意图；
其中，1-电源及发射控制箱，2-信号发射装置，3-收放装置，4-水密电缆，5-换能接收器，6-信号检测模块，7-起爆信号/延时起爆输出模块，8-电源模块，9-耐压壳体。
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。
本实施例提供了一种远距离高可靠水声遥控起爆装置，如图1、图2所示，包括信号发射端和信号接收端。
信号发射端由电源及发射控制箱1、信号发射装置2、收放装置3组成。
电源及发射控制箱1由电源模块、信号发射控制开关和发射模式选择模块组成。电源模块采用开关电源，并在电源及发射控制箱1设置了电源控制开关，利用开关控制电源的输出。信号发射控制开关通过电平选择控制是否进行信号发射。发射模式选择模块通过选择电平决定发射信号的频率，分为训练模式和工作模式，在平常使用或训练时，采用与正常工作时不同的发射频率，提高信号触发的保密性。
信号发射装置2用于发射固定波形信号，由信号产生模块、功放模块、匹配电路(包括信号源、变压器、匹配电感)和发射换能器组成，信号产生模块检测电源及发射控制箱1提供的电平判断发射模式，进而输出该模式所对应的四频编码脉冲信号，发射换能器采用拼环型结构，体积小，发射响应高。
收放装置3通过水密电缆4与发射换能器2信号发射装置相连，用于收放水密电缆4以及吊放信号发射装置2，采用便携式结构。
水密电缆4用于为信号发射装置2供电，同时提供工作模式电平和发射/暂停电平。
信号接收端由接收换能器5、信号检测模块6、起爆信号/延时起爆输出模块7、电源模块8和耐压壳体9组成。
信号接收换能器5接收信号发射装置2发射的声波编码信号，指向性为全向，可以更大限度地接收信号，采用压电陶瓷结构形式，使用水深可达300m。
信号检测模块6采用低功耗的DSP数字电路实现，经过滤波电路，放大电路和AD采样后，进行DSP处理，输出水声信号传递给起爆信号/延时起爆输出模块7。
起爆信号/延时起爆输出模块7采用水声信号和电路延时结合的方式，保证了起爆的可靠性。其采用单片机方式，通过对所接收的水声信号的编码、持续时长等进行判断确认是否为起爆信号，若不是继续接收直至确认为起爆信号。外部与电雷管连接，通过电源模块8为起爆电容充电，若判断为起爆信号则起爆电容输出电流引爆电雷管。在设定的延时时间内(入水上电开始计时)，该延时时间是一段固定时间，如果起爆信号/延时起爆输出模块7没有收到起爆信号，则启动自主延时起爆功能，完成起爆作业。起爆信号/延时起爆输出模块7没有收到起爆信号存在多种情况：如信号发射装置2未发出声波编码信号；接收换能器5故障；信号检测模块6故障等。
电源模块8为信号检测模块6和起爆信号/延时起爆输出模块7提供直流电源。耐压壳体9用以安装接收换能器5、信号检测模块6、起爆信号/延时起爆输出模块7及电源模块8，其耐压深度可达300m。
工作过程如下：
1)相关模块检测：在使用遥控起爆装置之前，利用检测装置检测信号检测模块6、起爆信号/延时起爆输出模块7、接收换能器5功能是否正常。检测正常后，将接收换能器5、信号检测模块6、起爆信号/延时起爆输出模块7和电源模块8安装在耐压壳体9内。
2)信号发射装置2安装：将信号发射装置2通过水密电缆4安装在收放装置3上，并通过水密电缆4与电源及发射控制箱1连接。
3)信号接收端布放入水：根据要求，将安装有信号接收端的耐压壳体9吊放入水，入水深度可根据需要而定，最深入水深度为300m，注意布放耐压壳体9时，尽量使接收换能器5朝上。
4)在引爆距离1000m的范围之内，通过收放装置3将信号发射装置2布放入水，入水深度不小于1m。
5)启动电源及发射控制箱1上的信号发射控制开关，开始发射四频编码脉冲信号，发射信号持续时间不小于2分钟。
6)声波编码信号发射完毕后，关闭电源及发射控制箱1上的电源，回收发射换能器，利用收放装置3将信号发射装置2回收，如果在海水中使用的话需要对信号发射装置2进行冲淡。
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 (6)
1.一种远距离高可靠水声遥控起爆装置，其特征在于，包括信号发射端和信号接收端；
所述信号发射端入水后发射声波编码信号，由信号接收端接收、处理并确认为起爆信号后输出电流引爆电雷管；入水上电后在设定的延时时间内，若未起爆，则信号接收端启动自主延时起爆功能，完成起爆作业。
2.如权利要求1所述的远距离高可靠水声遥控起爆装置，其特征在于，所述信号发射端包括信号发射装置、收放装置、水密电缆、电源及发射控制箱；
所述信号发射装置用于发射声波编码信号；
所述收放装置通过水密电缆与信号发射装置相连；
所述电源及发射控制箱与收放装置通过水密电缆电连接，为信号发射装置、收放装置供电。
3.如权利要求2所述的远距离高可靠水声遥控起爆装置，其特征在于，所述电源及发射控制箱将声波编码信号的发射模式设定为工作模式和训练模式，对于不同的发射频率，通过选择电平决定发射信号的发射频率。
4.如权利要求1所述的远距离高可靠水声遥控起爆装置，其特征在于，所述信号接收端包括接收换能器、信号检测模块、起爆信号/延时起爆输出模块、电源模块和耐压壳体；
接收换能器、信号检测模块、起爆信号/延时起爆输出模块、电源模块均安装在耐压壳体上；所述电源模块为信号检测模块、起爆信号/延时起爆输出模块供电；所述接收换能器接收到声波编码信号后传递给信号检测模块，信号检测模块处理后输出水声信号给起爆信号/延时起爆输出模块；所述起爆信号/延时起爆输出模块判断所述水声信号是否为起爆信号，若不是继续接收直至确认为起爆信号，由起爆电容输出电流引爆雷管；若在设定延时时间内未收到起爆信号，所述起爆信号/延时起爆输出模块内设置的延时电路启动自主延时起爆功能。
5.如权利要求4所述的远距离高可靠水声遥控起爆装置，其特征在于，所述信号检测模块采用DSP数字电路。
6.如权利要求1所述的远距离高可靠水声遥控起爆装置，其特征在于，所述声波编码信号为四频编码脉冲信号。
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