CN114935396A - 一种声速测量装置及水下拖缆定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及海洋地震勘探技术领域，具体涉及一种声速测量装置及水下拖缆定位系统，声速测量装置包括：耐压外壳，内部形成有密封舱，耐压外壳的侧壁设置有挂接结构，挂接结构用于连接拖缆，以将耐压外壳外挂于水下；声速测量组件，插置于密封舱内的一端并且凸出于耐压外壳，声速测量组件用于测量所处水域的声速值；控制电路组件，插置于密封舱内并与声速测量组件电连接，控制电路组件用于控制声速测量组件；通信组件，设置于耐压外壳上并与控制电路组件电连接，通信组件用于与控制电路及外部主控制单元通信。通过上述方式，本申请能够准确获得不同水域处的声速值，进而更加准确地推算出拖缆的水下缆型。

Description

一种声速测量装置及水下拖缆定位系统

技术领域

本申请涉及海洋地震勘探技术领域，具体涉及一种声速测量装置及水下拖缆定位系统。

背景技术

海洋地震勘探通常是通过人工激发地震波，由拖曳在物探船后面的数条采集拖缆接收地层反射波从而实现地震勘探。在海洋地震采集作业中，一般通过测量拖缆上声学鸟之间的声波传输时间并结合理论声速值推算拖缆的水下缆型。

由于声波在不同温度、密度、盐度等条件下的海水介质中传播的速度是不一样的，因此通过理论声速值推算出的缆型与实际缆型存在较大偏差。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种声速测量装置及水下拖缆定位系统，以能够准确获得不同水域处的声速值，进而更加准确地推算出拖缆的水下缆型。

根据本申请的一个方面，提供一种声速测量装置，包括：耐压外壳，内部形成有密封舱，耐压外壳的侧壁设置有挂接结构，挂接结构用于连接拖缆，以将耐压外壳外挂于水下；声速测量组件，插置于密封舱内的一端并且凸出于耐压外壳，声速测量组件用于测量所处水域的声速值；控制电路组件，插置于密封舱内并与声速测量组件电连接，控制电路组件用于控制声速测量组件；通信组件，设置于耐压外壳上并与控制电路组件电连接，通信组件用于与控制电路及外部主控制单元通信。

本申请的声速测量装置通过在耐压外壳的侧壁设置用于与拖缆连接的挂接结构，使得声速测量装置可以通过拖缆外挂在水下，并通过在耐压外壳上密封舱内的一端插置声速测量组件，实现对所处水域声速值的准确测量，通过在密封舱内和耐压外壳上分别设置控制电路组件和通信组件，实现对声速测量的控制以及与外部主控制单元之间的通信，从而基于对所处水域声速值的准确测量，可以更加准确地推算出拖缆的水下缆型，保证地震勘探测试的准确性。

在一种可选的方式中，声速测量组件包括：电路密封壳，密封插置于密封舱内的一端；传感器电路结构，设置于电路密封壳内，并且与控制电路组件电连接；声速传感器探头，设置于电路密封壳背离耐压外壳的一端，并且在电路密封壳内部与传感器电路结构电连接；保护罩，罩设于声速传感器探头上。通过设置电路密封壳，为传感器电路结构提供良好的密封环境，确保声速测量工作的稳定性，通过将电路密封壳密封插置于密封舱的一端，实现对密封舱一端的密封，保证密封舱内部空间的密封性，进一步确保测量工作的稳定可靠。通过设置声速传感器探头，实现对所处水域实际声速值的测量，并且通过在声速传感器探头上罩设保护罩，避免声速传感器探头发生磕碰损伤，保证声速传感器探头结构的稳定性，确保可长期可靠地进行声速测量。

在一种可选的方式中，电路密封壳背离声速传感器探头的一端设置有开口，开口处密封设置有端盖，端盖上设置有过线孔，传感器电路结构与控制电路组件通过过线孔电连接。通过在电路密封壳背离声速传感器探头的一端设置开口，使得传感器电路结构可以通过开口装配于电路密封壳内，或者从开口将传感器电路结构拆下，以便于对传感器电路结构维护修理，进而提升声速测量组件的使用寿命。

在一种可选的方式中，保护罩包括基座和保护框，基座套接于电路密封壳背离耐压外壳的一端，保护框设置于基座背离电路密封壳的一端，保护框将声速传感器探头罩于内部。通过设置保护框起到对声速传感器探头的可靠保护，保证可以长期稳定可靠地进行声速测量，保护框通过基座稳定可靠地固定在电路密封壳上，进而对声速传感器探头起到稳定的保护作用。

在一种可选的方式中，保护框背离基座的一端为弧形结构。通过将保护框背离基座的一端设置为弧形结构，使得保护框的端部形成流线形，进而降低保护框在水下移动时受到的海水的阻力，相应地，当保护框固定于水下时，海水流动时保护框受到的力也相应降低，从而声速测量装置不易水下发生移动，保证声速测量装置在水下的稳定性。

在一种可选的方式中，控制电路组件包括第一密封部、第二密封部和设置于第一密封部与第二密封部之间的控制电路结构，第一密封部和第二密封部密封插置于密封舱内；第一密封部位于控制电路结构与声速测量组件之间，并且控制电路结构与声速测量组件之间在第一密封部内电连接；第二密封部位于控制电路结构背离声速测量组件的一端，第二密封部上设置有与控制电路结构电连接的电路接口，耐压外壳与电路接口对应的位置设置有通孔，通信组件通过通孔密封连接至电路接口。通过在控制电路结构两端设置第一密封部和第二密封部，并将第一密封部和第二密封部密封插置于密封舱内，使得密封舱内位于第一密封部与第二密封部之间的控制电路结构处于密封空间中，保证了控制电路结构的稳定性和可靠性。通过将控制电路结构与声速测量组件之间在第一密封部内电连接，保证电路结构的密封性，实现对所处水域的声速值进行可靠的测量。

在一种可选的方式中，在密封舱内，第二密封部背离控制电路结构的一端设置有电池组件，控制电路结构与电池组件之间在第二密封部内电连接。通过在密封舱内设置电池组件，实现对控制电路组件的供电，并且通过将控制电路结构与电池组件之间在第二密封部内电连接，保证控制电路结构与电池组件之间电连接结构的密封性。

在一种可选的方式中，耐压外壳的侧壁上设置有两个挂接结构，通信组件设置于两个挂接结构之间。通过将通信组件设置于两个挂接结构之间，使得在水下作业时，通信组件可以保持位于耐压外壳上方，即通信组件可以保持朝向水面的方向，从而有利于增强通信组件与外部主控制单元之间通信的信号强度，使得声速测量装置可以快速响应。

在一种可选的方式中，挂接结构包括连接座和卡环，连接座设置于耐压外壳的侧壁上，卡环设置于连接座上，卡环用于连接拖缆。通过设置连接座将卡环安装在耐压外壳上，卡环则通过便捷地套接于拖缆，实现耐压外壳与拖缆之间的快速连接，提升装配效率。

根据本申请的另一个方面，提供一种水下拖缆定位系统，包括：总控制单元、多个声学鸟及多个如上任一方式中的声速测量装置；总控制单元用于安装在船体上，多个声学鸟和声速测量装置用于通过拖缆连接于船体；总控制单元用于控制多个声学鸟发出声波，用于控制各声学鸟接收其他声学鸟发出的声波，以获得各声学鸟之间的声波传输时间，用于控制声速测量装置测量所处水域声速值；总控制单元还用于根据各声学鸟之间的声波传输时间和所处水域声速值计算各声学鸟之间的距离，并且用于根据距离推算拖缆的水下缆型。

本申请实施例提供的水下拖缆定位系统中，将声速测量装置通过拖缆外挂于水下，以对所处水域的声速值进行准确地测量，从而结合声学鸟之间的声波传输时间，可以更加准确地计算出声学鸟的距离，进而准确地推算出拖缆的水下缆型。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的声速测量装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的声速测量装置的剖视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的声速测量装置中声速测量组件的爆炸结构示意图；

图4为本申请实施例提供的声速测量装置中控制电路组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的声速测量装置的侧视结构示意图；

图6为本申请实施例提供的声速测量装置的部分爆炸结构示意图；

图7为本申请实施例提供的水下拖揽定位系统的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

声速测量装置100，耐压外壳110，密封舱111，挂接结构112，连接座1121，卡环1122，通孔113，安装口114，声速测量组件120，电路密封壳121，第一凹槽1211，第一密封圈1212，开口1213，端盖1214，过线孔1215，传感器电路结构122，声速传感器探头123，保护罩124，基座1241，保护框1242，控制电路组件130，第一密封部131，第二凹槽1311，第二密封圈1312，第二密封部132，电路接口1321，控制电路结构133，通信组件140，接头141，电池组件150，堵头160；

水下拖缆定位系统10，总控制单元11，声学鸟12；

船体50，拖缆60。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在海洋地震采集三维作业中，为了更好地获得拖缆缆型，一般通过测量拖缆上声学鸟之间的声波传输时间并结合声波在水中传输的理论声速值推算拖缆的水下缆型。

本申请发明人注意到，由于声波在不同温度、密度、盐度等条件下的海水介质中传播的速度不一样，因此通过理论声速值推算出的缆型与实际缆型存在较大偏差。

并且由于拖缆大约有10km长，有些甚至可达12km，所以拖缆前、中、后段之间所处水域的温度、密度、盐度等条件存在差异，进而声波在拖缆前、中、后段所处水域的实际声速值存在区别，如果仅通过理论声速值进行推算，会导致推算出拖缆的水下缆型与实际缆型存在较大偏差，从而会进一步影响地震勘探测试的准确性。

基于此，为了更加准确地获取不同水域的声速值，本申请提出一种声速测量装置，通过在耐压外壳的侧壁设置用于与拖缆连接的挂接结构，使得声速测量装置可以通过拖缆外挂在水下，并通过在耐压外壳上密封舱内的一端插置声速测量组件，实现对所处水域声速值的准确测量，通过在密封舱内和耐压外壳上分别设置控制电路组件和通信组件，实现对声速测量的控制以及与外部主控制单元之间的通信，从而基于对所处水域声速值的准确测量，可以更加准确地推算出拖缆的水下缆型，保证地震勘探测试的准确性。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种声速测量装置，具体请参阅图1及图2，图1中示出了一实施例提供的声速测量装置100的立体结构，图2中示出了声速测量装置100的剖视结构。声速测量装置100包括耐压外壳110、声速测量组件120、控制电路组件130和通信组件140。耐压外壳110内部形成有密封舱111，耐压外壳110的侧壁设置有挂接结构112，挂接结构112用于连接拖缆，以将耐压外壳110外挂于水下。声速测量组件120插置于密封舱111内的一端并且凸出于耐压外壳110，声速测量组件120用于测量所处水域的声速值。控制电路组件130插置于密封舱111内并与声速测量组件120电连接，控制电路组件130用于控制声速测量组件120。通信组件140设置于耐压外壳110上并与控制电路组件130电连接，通信组件140用于与控制电路组件130及外部主控制单元通信。

耐压外壳110可以为图1中所示的中空柱形结构，内部形成密封舱111，声速测量组件120插置于密封舱111内的一端并且凸出于耐压外壳110，从而当声速测量装置100位于水下时，声速测量组件120可以实现对所处水域声速值的准确测量。

具体地，声速测量组件120具有已知距离的信号发射器和信号接收器，通过测量信号发射器发出的声波经过介质（例如可以是海水）到达信号接收器的时间，结合信号发射器与信号接收器之间已知的距离大小，计算出声波在该介质中的实际声速值。进而基于测得的不同水域处的实际声速值，结合获取的各拖缆上的声学鸟之间的声波传输时间，可以更加准确地计算各拖缆（也即各声学鸟）之间的距离，进而更加准确地推算出拖缆的水下缆型。

由于控制电路组件130中电路结构复杂，元器件繁多，因此将控制电路组件130插置于密封舱111内以充分保证控制电路组件130所处空间的密封性，确保控制电路组件130的工作稳定性，进而实现控制电路组件130的快速响应和对声速测量组件120的可靠控制。

通信组件140设置于耐压外壳110上并与控制电路组件130电连接，用于与控制电路组件130及外部主控制单元通信，外部主控制单元例如可以是位于物探船上主控制器，外部主控制单元通过与通信组件140之间进行无线通信，实现与控制电路组件130的信号传输，进而操作人员可以通过外部主控制单元来控制声速测量组件120，例如控制声速测量组件120的开启、关闭、测量频率等，并且还可以通过外部主控制单元接受声速测量装置100反馈回来的所处水域的声速值。

通信组件140可以分为解调模块和调制模块，解调模块用于对外部主控制单元（例如可以是物探船上的主控制器，即船载控制器）下发的频移键控（FSK,Frequency-shiftkeying）信号进行接收解调，并将解调出的信息传输至控制电路组件130。调制模块用于将控制电路组件130应答的指令信号调制为FSK信号，并通过线圈发送给外部主控制单元。

本申请的声速测量装置100通过在耐压外壳110的侧壁设置用于与拖缆连接的挂接结构112，使得声速测量装置100可以通过拖缆外挂在水下，并通过在耐压外壳110上密封舱111内的一端插置声速测量组件120，实现对所处水域声速值的准确测量，通过在密封舱111内和耐压外壳110上分别设置控制电路组件130和通信组件140，实现对声速测量的控制以及与外部主控制单元之间的通信，从而基于对所处水域声速值的准确测量，可以更加准确地推算出拖缆的水下缆型，保证地震勘探测试的准确性。

关于声速测量组件120的结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图2，并进一步结合图3，图3中示出了一实施例声速测量装置100中声速测量组件120的结构。声速测量组件120包括电路密封壳121、传感器电路结构122、声速传感器探头123和保护罩124。电路密封壳121密封插置于密封舱111内的一端，传感器电路结构122设置于电路密封壳121内，并且与控制电路组件130电连接。声速传感器探头123设置于电路密封壳121背离耐压外壳110的一端，并且在电路密封壳121内部与传感器电路结构122电连接。保护罩124罩设于声速传感器探头123上。

如图3中所示，电路密封壳121可以为中空的柱形结构，内部用于容置传感器电路结构122，以保障传感器电路结构122免受海水侵蚀，电路密封壳121的外壁周向设置有第一凹槽1211，第一凹槽1211的数量可以为一个或多个，第一凹槽1211上套设有第一密封圈1212，电路密封壳121插置于密封舱111内时，第一密封圈1212与密封舱111的内壁过盈配合，保证电路密封壳121与耐压外壳110之间的密封性能，同时可以保证电路密封壳121与密封舱111之间的同轴度。

声速传感器探头123设置于电路密封壳121背离耐压外壳110的一端，使得声速传感器探头123凸出于耐压外壳110的一端，当声速测量装置100通过拖缆外挂于水下时，声速传感器探头123用于测量所处水域的实际声速值。

为了保证声速传感器探头123的结构稳定性，避免声速传感器探头123发生磕碰损伤，在声速传感器探头123上罩设了保护罩124，从而确保声速测量长期的稳定性和可靠性。

通过设置电路密封壳121，为传感器电路结构122提供良好的密封环境，确保声速测量工作的稳定性，通过将电路密封壳121密封插置于密封舱111的一端，实现对密封舱111一端的密封，保证密封舱111内部空间的密封性，进一步确保测量工作的稳定可靠。通过设置声速传感器探头123，实现对所处水域实际声速值的测量，并且通过在声速传感器探头123上罩设保护罩124，避免声速传感器探头123发生磕碰损伤，保证声速传感器探头123结构的稳定性，确保可长期可靠地进行声速测量。

考虑到电路密封壳121内传感器电路结构122的拆装维护，本申请进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图2及图3，电路密封壳121背离声速传感器探头123的一端设置有开口1213，开口1213处密封设置有端盖1214，端盖1214上设置有过线孔1215，传感器电路结构122与控制电路组件130通过过线孔1215电连接。

端盖1214可以嵌设于开口1213内，并且通过密封圈与电路密封壳121之间形成密封连接，以保证电路密封壳121内空间的密封性。

同样地，传感器电路结构122与控制电路组件130之间电连接的导线可以在外层包裹弹性绝缘材料，并通过弹性绝缘材料与过线孔1215过盈配合，实现对过线孔1215的密封，进一步保证内部传感器电路结构122工作空间的密封性能。

通过在电路密封壳121背离声速传感器探头123的一端设置开口1213，使得传感器电路结构122可以通过开口1213装配于电路密封壳121内，或者从开口1213将传感器电路结构122拆下，以便于对传感器电路结构122维护修理，进而提升声速测量组件120的使用寿命。

关于保护罩124的结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图3，保护罩124包括基座1241和保护框1242，基座1241套接于电路密封壳121背离耐压外壳110的一端，保护框1242设置于基座1241背离电路密封壳121的一端，保护框1242将声速传感器探头123罩于内部。

基座1241与保护框1242可以为一体结构，也可以通过焊接等方式相互固定。基座1241与保护框1242优选采用耐压、耐腐蚀、高硬度、耐磨的金属或合金材料，以保证基座1241与保护框1242在海水中的结构稳定性，实现对声速传感器探头123的可靠保护。

基座1241为环状结构，可以通过铆接、螺纹套接或螺钉连接中的一种或几种组合的方式套接固定于电路密封壳121上。保护框1242可以为由多个金属条形成的框体结构，在保证声速传感器探头123可以完全浸于海水中进行声速值测量的基础上，可以对内部声速传感器探头123起到良好的保护。

通过设置保护框1242起到对声速传感器探头123的可靠保护，保证可以长期稳定可靠地进行声速测量，保护框1242通过基座1241稳定可靠地固定在电路密封壳121上，进而对声速传感器探头123起到稳定的保护作用。

考虑到保护框1242在水下会受到海水的阻力，本申请关于保护框1242的结构进一步提出了一种实施方式，具体请继续参阅图3，保护框1242背离基座1241的一端为弧形结构。

通过将保护框1242背离基座1241的一端设置为弧形结构，使得保护框1242的端部形成流线形，进而降低保护框1242在水下移动时受到的海水的阻力，相应地，当保护框1242固定于水下时，海水流动时保护框1242受到的力也相应降低，从而声速测量装置100不易水下发生移动，保证声速测量装置100在水下的稳定性。

关于控制电路组件130的结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图2，并进一步结合图4，图4中示出了一实施例提供的声速测量装置100中控制电路组件130的结构。控制电路组件130包括第一密封部131、第二密封部132和设置于第一密封部131与第二密封部132之间的控制电路结构133，第一密封部131和第二密封部132密封插置于密封舱111内。第一密封部131位于控制电路结构133与声速测量组件120之间，并且控制电路结构133与声速测量组件120之间在第一密封部131内电连接。第二密封部132位于控制电路结构133背离声速测量组件120的一端，第二密封部132上设置有与控制电路结构133电连接的电路接口1321，耐压外壳110与电路接口1321对应的位置设置有通孔113，通信组件140通过通孔113密封连接至电路接口1321。

如图4中所示，第一密封部131和第二密封部132可以为外轮廓与密封舱111的内壁适配的柱形结构，第一密封部131和第二密封部132上可以周向设置一个或多个第二凹槽1311，第二凹槽1311上套设第二密封圈1312，通过第二密封圈1312与密封舱111内壁之间过盈配合，实现第一密封部131、第二密封部132与耐压外壳110之间的密封连接，进而为第一密封部131和第二密封部132之间的控制电路结构133提供良好的密封空间，保障控制电路结构133工作的稳定性。

控制电路结构133为集成有控制电路的电路板，可以通过在第一密封部131及第二密封部132上相对设置卡槽，将控制电路结构133夹持并固定于第一密封部131和第二密封部132之间。

通过在控制电路结构133两端设置第一密封部131和第二密封部132，并将第一密封部131和第二密封部132密封插置于密封舱111内，使得密封舱内位于第一密封部131与第二密封部132之间的控制电路结构133处于密封空间中，保证了控制电路结构133的稳定性和可靠性。通过将控制电路结构133与声速测量组件120之间在第一密封部131内电连接，保证电路结构的密封性，实现对所处水域的声速值进行可靠的测量。

由于控制电路结构133位于密封舱111内，而通信组件140设置于耐压外壳110上，因此控制电路结构133与通信组件140的电路连接结构需要贯穿耐压外壳110的外壁。基于此，考虑到电路密封性问题，本实施例在第二密封部132上设置了与控制电路结构133电连接的电路接口1321，由于电路接口1321与控制电路结构133在密封舱111内部电连接，因此可以保证电路密封性能，并且通过在耐压外壳110上设置于电路接口1321对应的通孔113，使得通信组件140可以通过通孔113密封连接至电路接口1321，实现通信组件140与控制电路结构133之间的电连接。

关于通信组件140与电路接口1321连接的密封结构，本申请提出一种实施方式，具体请再次参阅图2，通信组件140上具有与电路接口1321连接的接头141，接头141的外周可以设置密封结构（例如可以是密封套、密封圈、密封塞等），接头141插入电路接口1321中时，密封结构与通孔113的内壁或者通孔113孔口边缘的外壁过盈抵接，从而实现通信组件140与电路接口1321之间电路密封，保证声速测量装置100整体电路结构的稳定性。

请继续参与图2，在本申请的一些实施例中，在密封舱111内，第二密封部132背离控制电路结构133的一端设置有电池组件150，控制电路结构133与电池组件150之间在第二密封部132内电连接。

通过在密封舱111内设置电池组件150，实现对控制电路组件130的供电，并且通过将控制电路结构133与电池组件150之间在第二密封部132内电连接，保证控制电路结构133与电池组件150之间电连接结构的密封性。

关于挂接结构112和通信组件140的位置关系，本申请进一步提出一种实施方式，具体请参阅图5，图中示出了一实施例提供的声速测量装置100的侧视结构。耐压外壳110的侧壁上设置有两个挂接结构112，通信组件140设置于两个挂接结构112之间。

当声速测量装置100通过拖缆外挂于水下时，由于两个挂接结构112与拖缆连接，因此在拖缆的拉力下，两个挂接结构112始终位于耐压外壳110的上方，通过将通信组件140设置于两个挂接结构112之间，使得在水下作业时，通信组件140可以保持位于耐压外壳110上方，即通信组件140可以保持朝向水面的方向，从而有利于增强通信组件140与外部主控制单元之间通信的信号强度，使得声速测量装置100可以快速响应。

关于挂接结构112的结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图5，挂接结构112包括连接座1121和卡环1122，连接座1121设置于耐压外壳110的侧壁上，卡环1122设置于连接座1121上，卡环1122用于连接拖缆60。

具体地，连接座1121可以通过焊接、螺纹连接或卡接在耐压外壳110上，也可以与耐压外壳110为一体结构。卡环1122设置于连接座1121上后，通过套接在拖缆60上将耐压外壳110与拖缆60相连。

通过设置连接座1121将卡环1122安装在耐压外壳110上，卡环1122则通过便捷地套接于拖缆60，实现耐压外壳110与拖缆60之间的快速连接，提升装配效率。

请参阅图6，图中示出了一实施例提供的声速测量装置100中堵头160爆炸后的结构。在本申请的一些实施例中，密封舱111背离声速测量组件120的一端设置有安装口114，安装口114处密封设置有堵头160。

堵头160可以通过与耐压外壳110内壁铆接和/或设置密封圈与耐压外壳110之间形成密封连接。

考虑到密封舱111的控制电路组件130及其他元器件的装配、拆卸及维修问题，密封舱111背离声速测量组件120的一端一般会设置供控制电路组件130及其他元器件拆装的安装口114，考虑到安装口114处的密封，本实施例通过在安装口114处密封设置堵头160，以保证密封舱111内部空间的密封性能。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种水下拖缆定位系统。具体请参阅图7，图中示出了本申请一实施例提供的水下拖缆定位系统10的结构示意图。水下拖缆定位系统10包括总控制单元11、多个声学鸟12及多个上述任一实施例中的声速测量装置100。总控制单元11用于安装在船体50上，多个声学鸟12和声速测量装置100用于通过拖缆60连接于船体50。总控制单元11用于控制多个声学鸟12发出声波，用于控制各声学鸟12接收其他声学鸟12发出的声波，以获得各声学鸟12之间的声波传输时间，用于控制声速测量装置100测量所处水域声速值。总控制单元11还用于根据各声学鸟12之间的声波传输时间和所处水域声速值计算各声学鸟12之间的距离，并且用于根据该距离推算拖缆60的水下缆型。

图7中仅以平面视角展现了声学鸟12的水下位置，在具体实施过程中，声学鸟12在水下可以沿多个方向排布设置形成网状。

声学鸟12之间可以如图7中所示仅设置一个声速测量装置100，当两个声学鸟12之间的距离较远时，由于两个声学鸟12之间不同的水域其温度、盐度等条件存在差异，因此不同水域处的声速值可能不同，因此也可以在两个声学鸟12之间设置多个声速测量装置100，以更加准确地计算两个声学鸟12之间距离。

若总控制单元11获得的图7中最左端的声学鸟12与中间的声学鸟12之间的声波传输时间为t₁，左端的声速测量装置100测得的所处水域声速值为v₁，则计算得出的最左端的声学鸟12与中间的声学鸟12之间的距离d₁=t₁×v₁。

若总控制单元11获得的图7中最右端的声学鸟12与中间的声学鸟12之间的声波传输时间为t₂，右端的声速测量装置100测得的所处水域声速值为v₂，则计算得出的最右端的声学鸟12与中间的声学鸟12之间的距离d₂=t₂×v₂。

图7中最左端的声学鸟12与最右端的声学鸟12之间的距离可以通过d₁+d₂计算获得，也可以通过如下方式获得：

若总控制单元11获得的图7中最左端的声学鸟12与最右端的声学鸟12之间的声波传输时间为t₃，左端的声速测量装置100测得的所处水域声速值为v₃，右端的声速测量装置100测得的所处水域声速值为v₄，则计算得出的最左端的声学鸟12与最右端的声学鸟12之间的距离d₃=[（v₃+v₄）/ 2]×t₃。

需要说明的是，受实际测量误差、水域环境等设备条件及环境条件因素干扰，上述关于声学鸟12之间的距离d₁、d₂及d₃的测量计算均为大致地估算，并不代表声学鸟12之间的实际距离与计算距离完全一致，但是相较于现有通过理论水下声速值进行计算的声学鸟之间距离而言，本申请实施例计算出的距离与声学鸟12之间的实际距离相差较小。

本申请实施例提供的水下拖缆定位系统10中，将声速测量装置100通过拖缆60外挂于水下，以对所处水域的声速值进行准确地测量，从而结合声学鸟12之间的声波传输时间，可以更加准确地计算出声学鸟12的距离，进而准确地推算出拖缆60的水下缆型。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参阅前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种声速测量装置，其特征在于，包括：

耐压外壳，内部形成有密封舱，所述耐压外壳的侧壁设置有挂接结构，所述挂接结构用于连接拖缆，以将所述耐压外壳外挂于水下；

声速测量组件，插置于所述密封舱内的一端并且凸出于所述耐压外壳，所述声速测量组件用于测量所处水域的声速值；

控制电路组件，插置于所述密封舱内并与所述声速测量组件电连接，所述控制电路组件用于控制所述声速测量组件；

通信组件，设置于所述耐压外壳上并与所述控制电路组件电连接，所述通信组件用于与所述控制电路及外部主控制单元通信。

2.根据权利要求1所述的声速测量装置，其特征在于，所述声速测量组件包括：

电路密封壳，密封插置于所述密封舱内的一端；

传感器电路结构，设置于所述电路密封壳内，并且与所述控制电路组件电连接；

声速传感器探头，设置于所述电路密封壳背离所述耐压外壳的一端，并且在所述电路密封壳内部与所述传感器电路结构电连接；

保护罩，罩设于所述声速传感器探头上。

3.根据权利要求2所述的声速测量装置，其特征在于，所述电路密封壳背离所述声速传感器探头的一端设置有开口，所述开口处密封设置有端盖，所述端盖上设置有过线孔，所述传感器电路结构与所述控制电路组件通过所述过线孔电连接。

4.根据权利要求2所述的声速测量装置，其特征在于，所述保护罩包括基座和保护框，所述基座套接于所述电路密封壳背离所述耐压外壳的一端，所述保护框设置于所述基座背离所述电路密封壳的一端，所述保护框将所述声速传感器探头罩于内部。

5.根据权利要求4所述的声速测量装置，其特征在于，所述保护框背离所述基座的一端为弧形结构。

6.根据权利要求1所述的声速测量装置，其特征在于，所述控制电路组件包括第一密封部、第二密封部和设置于所述第一密封部与所述第二密封部之间的控制电路结构，所述第一密封部和所述第二密封部密封插置于所述密封舱内；

所述第一密封部位于所述控制电路结构与所述声速测量组件之间，并且所述控制电路结构与所述声速测量组件之间在所述第一密封部内电连接；

所述第二密封部位于所述控制电路结构背离所述声速测量组件的一端，所述第二密封部上设置有与所述控制电路结构电连接的电路接口，所述耐压外壳与所述电路接口对应的位置设置有通孔，所述通信组件通过所述通孔密封连接至所述电路接口。

7.根据权利要求6所述的声速测量装置，其特征在于，在所述密封舱内，所述第二密封部背离所述控制电路结构的一端设置有电池组件，所述控制电路结构与所述电池组件之间在所述第二密封部内电连接。

8.根据权利要求1所述的声速测量装置，其特征在于，所述耐压外壳的侧壁上设置有两个所述挂接结构，所述通信组件设置于两个所述挂接结构之间。

9.根据权利要求1所述的声速测量装置，其特征在于，所述挂接结构包括连接座和卡环，所述连接座设置于所述耐压外壳的侧壁上，所述卡环设置于所述连接座上，所述卡环用于连接拖缆。

10.一种水下拖缆定位系统，其特征在于，包括：总控制单元、多个声学鸟及多个如权利要求1-9中任一项所述的声速测量装置；

所述总控制单元用于安装在船体上，多个所述声学鸟和所述声速测量装置用于通过拖缆连接于所述船体；

所述总控制单元用于控制多个所述声学鸟发出声波，用于控制各所述声学鸟接收其他所述声学鸟发出的声波，以获得各所述声学鸟之间的声波传输时间，用于控制所述声速测量装置测量所处水域声速值；

所述总控制单元还用于根据各所述声学鸟之间的所述声波传输时间和所述所处水域声速值计算各所述声学鸟之间的距离，并且用于根据所述距离推算所述拖缆的水下缆型。

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