CN112278182A - 一种船体声学设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及船舶制造技术领域，具体公开了一种船体声学设备，所述船体的内部设置有多个船板，所述声学设备包括导流罩、换能器组件、接收机、电缆和电缆管，所述换能器组件包括第一深水多波束换能器、第二深水多波束换能器、浅水多波束换能器、单波束换能器、ADCP换能器和浅剖换能器；所述导流罩内被第二深水多波束换能器分为第一安装部和第二安装部，根据导流罩的结构对换能器进行位置布置，且根据换能器的类型将它们分别安装在第一安装部和第二安装部，方便统一管理，避免换热器间的声波干扰；同时采用垂直的电缆管，将电缆垂直引导至船板上，避免电缆弯曲变形，防止电磁干扰，保证电磁兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及船舶制造技术领域，特别是涉及一种船体声学设备。
背景技术
综合海洋科学考察船需要安装多种声学探测设备，声学探测设备的换能器一般要在水下工作，其布放可采取不同的方式，主要有嵌入式、吊篮式、导流罩式和鳍板式。
目前导流罩为了最大限度减少助力，采用的导流罩结构大多为类锥体型，其靠近船头一侧的部分为尖锐部，且往船尾方向逐渐扩展，形成水平截面为类三角形的结构，这样可以使其与水的流向成钝角，减少阻力。但是这样结构的导流罩内部空间有限，各种类型的换能器只能紧凑的集中安装在导流罩上，密集无序的换能器之间会产生声波干扰，影响测量结果，而且部分类型换能器，例如深水多波束换能器、浅水多波束换能器和单波束换能器需要浸泡在海水中，而部分类型的换能器，例如ADCP(Acoustic Doppler CurrentProfiler声学多普勒流速剖面仪)换能器和浅剖换能器需要浸泡淡水中，且需要不断补充淡水，如果交叉布置，会加大了对换能器的管理和监控难度，也加大安装或者补充淡水过程中的难度。
同时，电缆布线标准要求必须监测最低弯曲半径。如果不能满足最低弯曲半径要求，电缆可能会损坏，电缆性能会下降。例如，在铜缆系统中，回波损耗过高通常表明在电缆走线中未能正确控制弯曲半径；在光纤系统中，则可能会导致高衰减。而现有的科考船船体复杂，电缆布置困难，弯曲多且电缆之间密集容易导致互相电磁干扰，影响测量结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种船体声学设备，将换能器按区域布置在导流罩内，且采用电缆管对电缆进行垂直引导，从而解决因现有换能器紧凑杂乱、电缆弯曲多且敷设困难的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种船体声学设备，所述船体的内部设置有多个船板，所述声学设备包括：导流罩，安装于所述船体的底部；换能器组件，设置在所述导流罩内，以将电能和声能相互转换；接收机，设置在船板上，以接收换能器组件的电能信息；电缆，分别连接换能器组件和接收机，以传输电能信息；还包括：电缆管，贯穿所述船板，且固定在所述船体上，以引导所述电缆穿过船板；以及其中，所述换能器组件包括多个换能器，分别为：第一深水多波束换能器，平行设置在所述导流罩边缘处；第二深水多波束换能器，与所述第一深水多波束换能器相互垂直，且将所述导流罩隔分为第一安装部和第二安装部；浅水多波束换能器，设置在所述第一安装部内；单波束换能器，设置在所述第一安装部内；ADCP换能器，设置在所述第二安装部内；浅剖换能器，设置在所述第二安装部内。
优选地，所述船体声学设备还包括：多个用于安装换能器且与换能器一一对应的安装盒，设置于所述导流罩内；所述安装盒上开设有与电缆管的进线口对齐的电缆孔，所述电缆穿过电缆孔与换能器连接。
优选地，所述安装盒包括：第一安装盒，用于安装第一深水多波束换能器、第二深水多波束换能器和浅水多波束换能器；第二安装盒，用于安装单波束换能器、ADCP换能器和浅剖换能器；所述第二安装盒上的电缆孔与电缆之间设置有用于防止海水进入的密封圈。
优选地，多个所述安装盒分为两类，分别为第一安装盒和第二安装盒：所述第一深水多波束换能器、第二深水多波束换能器和浅水多波束换能器与第一安装盒安装；所述单波束换能器、ADCP换能器和浅剖换能器与第二安装盒一一对应安装；所述第二安装盒上的电缆孔与电缆之间设置有用于防止海水进入的密封圈。
优选地，所述电缆管的数量与换能器的数量相同，且一一对应；且所述电缆管的弯曲半径大于电缆的最低弯曲半径。
优选地，所述电缆管的出线口与电缆之间设置有密封装置。
优选地，所述电缆管的出线口高度高于船体吃水线1米以上。
优选地，所述船体声学设备还包括：电缆托架，设置于船板上，以将从电缆管出来的电缆敷设至接收机；金属软管，套设在电缆外，以将从电缆管出来的多根电缆路径分开。
优选地，所述浅水多波束换能器包括：第一浅水多波束换能器和与第一浅水多波束换能器相互垂直的第二浅水多波束换能器。
优选地，所述船体声学设备还包括：紧固件，设置于船体上，以将电缆做S型敷设后与接收机连接。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的方案通过设置贯穿船板的电缆管，电缆管将电缆引导穿过船板，不需要兜绕，也避免多次弯曲，直接到达指定位置，大大降低了电缆的敷设难度，且通过电缆管将电缆分开，避免电缆之间的电磁干扰，保证测量结果；
(2)本发明的方案根据现有的导流罩的空间结构，通过第二深水多波束换能器将导流罩分为第一安装部和第二安装部，将需要海水浸泡的浅水多波束换能器和单波束换能器安装在第一安装部统一监控管理，而将需要淡水浸泡的ADCP换能器和浅剖换能器安装在第二安装部统一监控管理，这样方便导流罩内换能器的管理，最大程度的利用导流罩内空间，从而减少导流罩的体积，而且第一安装部内只需要搭配电缆管，而第二安装部内需要搭配电缆管和淡水补充装置，规划分明，降低安装和管理难度；
(3)本发明的方案通过将第一深水多波束换能器设置在贴近导流罩边缘处，而第二深水多波束换能器与第一深水多波束换能器垂直，这样导流罩的三角形水平截面的高为第二深水多波束换能器的长度，而底为第一深水多波束换能器的长度，这样可以在满足导流罩形状的前提下，保证导流罩的体积最小，充分利用导流罩空间，进一步降低导流罩的阻力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的导流罩内部布局图；
图2是本发明实施例提供的船体内部结构图。
附图标记：1、船体；2、船板；3、导流罩；301、第一安装部；302、第二安装部；4、接收机；5、电缆管；6、电缆托架；7、换能器组件；701、第一深水多波束换能器；702、第二深水多波束换能器；703、第一浅水多波束换能器；704、第二浅水多波束换能器；705、单波束换能器；706、ADCP换能器；707、浅剖换能器；8、注水管；9、注水水箱；10、透气管。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1和图2，本发明优选实施例提供一种船体声学设备，所述船体1的内部设置有多个船板2，声学设备包括导流罩3、换能器组件7、接收机4、电缆和电缆管5；所述导流罩3被安装所述船体1底部上；所述换能器组件7设置在所述导流罩3内，以将电能和声能相互转换；所述接收机4设置在船板2上，以接收换能器组件7电能信息；所述电缆分别连接换能器组件7和接收机4，以传输电能信息；所述电缆管5贯穿所述船板2，且固定在船体1上，以引导所述电缆穿过船板2。
所述换能器组件7包括：平行设置在所述导流罩3边缘处的第一深水多波束换能器701、与所述第一深水多波束换能器701相互垂直，且将所述导流罩3隔分为第一安装部301和第二安装部302的第二深水多波束换能器702、设置在所述第一安装部301内的浅水多波束换能器、设置在所述第一安装部301内的单波束换能器705、设置在所述第二安装部302内的ADCP换能器706以及设置在所述第二安装部302内的浅剖换能器707。
此外，将第一深水多波束换能器701设置在贴近导流罩3边缘处，而第二深水多波束换能器702与第一深水多波束换能器701垂直，这样导流罩3的三角形水平截面的高为第二深水多波束换能器702的长度，而底为第一深水多波束换能器701的长度，这样可以在满足导流罩3形状的前提下，保证导流罩3的体积最小，充分利用导流罩3空间，进一步降低导流罩3的阻力。
作为优选方案，本发明优选实施例还设置有多个设置于所述导流罩3内的安装盒，以用于一对一安装所述换能器；所述安装盒上开设有与电缆管5的进线口对齐的电缆孔，所述电缆穿过电缆孔与换能器组件7连接；而且安装盒分为第一安装盒和第二安装盒，第一安装盒用于一一对应安装第一深水多波束换能器701、第二深水多波束换能器702和浅水多波束换能器；第二安装盒用于一一对应安装单波束换能器705、ADCP换能器706和浅剖换能器707；所述第二安装盒上的电缆孔与电缆之间设置有用于防止海水进入的密封圈。
需要说明的，安装盒预先安装在导流罩3内，安装换能器组件7时，只需将换能器组件7安装在安装盒内即可。并且第一深水多波束换能器701、第二深水多波束换能器702分别为深水多波束的收发换能器。
此外，本发明的深水多波束换能器和浅水多波束换能器是多波束测深系统中的一个模块，而单波束换能器则为单束波测探仪中的一个模块，浅剖换能器和ADCP换能器则为剖面仪的一个模块，以上均为船舶上声学设备。
参见图2，作为优选方案，所述电磁兼容的导流罩3声学设备还包括设置于船板2上的注水水箱9，以用于存储淡水、连接注水水箱9和第二安装盒的注水管8，以将主水水箱9内的淡水引导到第二安装盒内以及连接第二安装盒的透气管10，以引导空气进入第二安装盒。
值得说明的，现有的导流罩3内体积大，为需要淡水浸泡的换能器组件7提供大空间，内部存储大量淡水，但是大体积的导流罩3会增大阻力，而且提高成本；也有通过外部加入淡水的，但是长期需要人工操作，费时费力。因此，本发明通过在第二安装盒上密封地连接有注水管8和透气管10，不需要增大导流罩3体积，减少阻力，并且通过注水管8连接注水水箱9，大大减少人工操作的流程，省时省力。
作为优选方案，所述电缆管5的数量与换能器组件7的数量相同，且一一对应；且所述电缆管5的弯曲半径大于电缆的最低弯曲半径。电缆管5的弯曲半径大于电缆的最低弯曲半径，可以防止因电缆管5弯曲导致电缆损坏，影响电能传输。并且将电缆管5与换能器组件7的数量一一对应，一个换能器组件7出来的电缆单独走一条电缆管5，这样可以避免电缆之间的电磁干扰，进一步保证测量的结果。
作为优选方案，所述电缆管5的出线口与电缆之间设置有密封装置；因为电缆管5的进线口是浸泡在海水中的，在电缆管5的出线口处设置密封装置，可以防止海水倒灌到船板2上。
作为优选方案，所述电缆管5的出线口高度高于船体1吃水线1米以上。将电缆管5的高度设置足够高，可以避免海水倒灌到船板2上。
作为优选方案，所述船体声学设备还包括：设置于船板2上电缆托架6，以将从电缆管5出来的电缆敷设至接收机4；金属软管，套设在电缆外，以将从电缆管5出来的多根电缆路径分开。具体的，电缆托架6设置有多个，每个电缆管5配备一台电缆托架6，将不同电缆出来的电缆分别敷设到接收机4处，即保证线的整洁度，方便后续的维护整理，也避免电缆线之间电磁干扰；同时设置金属软管，将电缆分开包裹住，进一步防止电缆线之间电磁干扰。
作为优选方案，所述浅水多波束换能器包括：第一浅水多波束换能器703和与第一浅水多波束换能器703相互垂直的第二浅水多波束换能器704。具体的，第一浅水多波束换能器703和第二浅水多波束换能器704相邻，且彼此垂直，这样方便安装且节约导流罩3内的空间，保证导流罩3的体积最小，充分利用导流罩3空间，进一步降低导流罩3的阻力。第一浅水多波束换能器703和第二浅水多波束换能器704分别为浅水多波束换能器的收发换能器。
作为优选方案，所述船体声学设备还包括：紧固件，设置于船体1上，以将电缆做S型敷设后与接收机4连接。具体的，电缆敷设至接收机4后，多余长度电缆不能剪裁，为减少电磁干扰，不能回形敷设，利用紧固件S型敷设在接收机4附近，避免影响测量结果。
本发明的具体工作过程为：导流罩内的换能器组件主动发射声波＂照射＂海底，而后接收海底目标反射的回波，将回波转化为电能通过电缆，电缆从电缆管直通船板，最终将电能信号传输到接收机中。
本发明的船体声学设备，具有以下有益效果：
与现有技术相比，本发明优选实施例电缆管5将电缆引导穿过船板2，不需要兜绕，也避免多次弯曲，直接到达指定位置，大大降低了电缆的敷设难度，且通过电缆管5将电缆分开，避免电缆之间的电磁干扰，保证测量结果；且最大程度的利用导流罩3内空间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种船体声学设备，所述船体的内部设置有多个船板，所述声学设备包括：
导流罩，安装于所述船体的底部；
换能器组件，设置在所述导流罩内，以将电能和声能相互转换；
接收机，设置在船板上，以接收换能器组件的电能信息；
电缆，分别连接换能器组件和接收机，以传输电能信息；
其特征在于，还包括：
电缆管，贯穿所述船板，且固定在所述船体上，以引导所述电缆穿过船板；
以及其中，所述换能器组件包括多个换能器，分别为：
第一深水多波束换能器，平行设置在所述导流罩边缘处；
第二深水多波束换能器，与所述第一深水多波束换能器相互垂直，且将所述导流罩隔分为第一安装部和第二安装部；
浅水多波束换能器，设置在所述第一安装部内；
单波束换能器，设置在所述第一安装部内；
ADCP换能器，设置在所述第二安装部内；
浅剖换能器，设置在所述第二安装部内。
2.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：还包括：
多个用于安装换能器且与换能器一一对应的安装盒，设置于所述导流罩内；
所述安装盒上开设有与电缆管的进线口对齐的电缆孔，所述电缆穿过电缆孔与换能器连接。
3.如权利要求2所述的船体声学设备，其特征在于：多个所述安装盒分为两类，分别为第一安装盒和第二安装盒：
所述第一深水多波束换能器、第二深水多波束换能器和浅水多波束换能器与第一安装盒一一对应安装；
所述单波束换能器、ADCP换能器和浅剖换能器与第二安装盒一一对应安装；所述第二安装盒上的电缆孔与电缆之间设置有用于防止海水进入的密封圈。
4.如权利要求3所述的船体声学设备，其特征在于：还包括：
注水水箱，设置于船板上，以用于存储淡水；
注水管，连接注水水箱和第二安装盒，以将主水水箱内的淡水引导到第二安装盒内；
透气管，连接第二安装盒，以引导空气进入第二安装盒。
5.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：所述电缆管的数量与换能器的数量相同，且一一对应；且所述电缆管的弯曲半径大于电缆的最低弯曲半径。
6.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：所述电缆管的出线口与电缆之间设置有密封装置。
7.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：所述电缆管的出线口高度高于船体吃水线1米以上。
8.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：还包括：
电缆托架，设置于船板上，以将从电缆管出来的电缆敷设至接收机；
金属软管，套设在电缆外，以将从电缆管出来的多根电缆路径分开。
9.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：所述浅水多波束换能器包括：第一浅水多波束换能器和与第一浅水多波束换能器相互垂直的第二浅水多波束换能器。
10.如权利要求1所述的船体声学设备，其特征在于：还包括：
紧固件，设置于船体上，将电缆以S型敷设后与接收机连接。
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2020
- 2020-10-26 CN CN202011160971.4A patent/CN112278182B/zh active Active
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Application publication date: 20210129 Assignee: Zhanjiang Nanhai Shipbuilding High tech Service Co.,Ltd. Assignor: CSSC HUANGPU WENCHONG SHIPBUILDING Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980048830 Denomination of invention: A ship's acoustic equipment Granted publication date: 20220902 License type: Common License Record date: 20231130 |
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