CN217466965U - 一种适用于auv的流线型声学多普勒流速剖面仪 - Google Patents

Abstract

一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，属于声学多普勒流速剖面仪。为了解决现有的声学多普勒流速剖面仪与载体的安装位置使得整体形状不规则，增加了水流阻力，在测量过程中产生微小的摇摆和起伏影响仪器的测速精度。本实用新型中两块圆形封板将圆柱形筒体两端的端口密封并形成一个密封舱，分隔板安装在密封舱内并将密封舱分成电子舱和换能器安装舱，发射板、接收板和模拟板设置在电子舱内，并通过栈接插件与分隔板连接；换能器安装在换能器安装舱中，并通过螺栓连接在分隔板上，换能器的信号接收和发射面朝向圆柱形筒体的筒外处设置；多普勒流速剖面仪通过外壳轴向安装在AUV的中间位置，并与AUV形成一体式结构。本实用新型主要用于测量水速。

Description

一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪

技术领域

本实用新型属于声学多普勒流速剖面仪，尤其涉及一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪。

背景技术

声学多普勒流速剖面仪应用于流速的监测工作；由于海水中存在大量诸如浮游生物、悬浮颗粒等散射体，并随海水流动，这些散射体和海水融为一体，它们的速度即代表了海流的速度，声学高频多普勒流速剖面仪向海水中发射的声脉冲信号，经过上述散射体散射后被声纳接收，通过估计发射与接收信号之间的多普勒频率即可解算出二者之间的相对速度。市面上常见的声学多普勒流速剖面仪一般安装于载体上用于测量水体中不同层面的流速，而一般选用AUV(无缆水下机器人)作为安装载体，AUV整体的形状为纺锤形，在水体中的稳定性比较好；但是现有的多普勒流速剖面仪的箱体一般为方体或柱体，并且安装在AUV的下面，使得AUV与多普勒流速剖面仪的整体形状为不规则的形式，且整体的体积增加，增加了水流阻力，进而使得多普勒流速剖面仪及AUV会产生微小的摇摆和起伏而无法处于相对静止的状态，影响了声学多普勒流速剖面仪的测速精度。另外由于多普勒流速剖面仪需要通过AUV为其供电并接收其发射的通信信号，所以多普勒流速剖面仪与AUV之间连接有电源线，且连接处需要进行水密封处理，如果处理不好可能会使得多普勒流速剖面仪和AUV中进水，导致无法使用，进而本申请需要设计一种可以和AUV形成一体化的多普勒流速剖面仪，保证其整体的稳定性和连接处的密闭性。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是：现有的声学多普勒流速剖面仪安装在AUV的下面，使得AUV与多普勒流速剖面仪的整体形状为不规则的形式，整体体积增加，增加了水流阻力，进而使得多普勒流速剖面仪及AUV会产生微小的摇摆和起伏而无法处于相对静止的状态，影响了声学多普勒流速剖面仪的测速精度；进而提供一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，使得多普勒流速剖面仪与AUV形成一体式结构，且不影响AUV的整体形状，与水流相对运动阻力小，对仪器搭载载体姿态影响小，测速更准。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，它包括换能器、发射板、接收板、模拟板和外壳；所述的外壳包括圆柱形筒体、两块圆形封板和一块分隔板，所述圆柱形筒体的外径与两块圆形封板的最大外径相等，且等于AUV连接处的外径；所述的两块圆形封板将圆柱形筒体两端的端口密封并形成一个密封舱，所述的分隔板轴向安装在密封舱内并将密封舱分隔成电子舱和换能器安装舱，所述的发射板、接收板和模拟板依次并排设置在电子舱内，并分别通过栈接插件与分隔板的一侧垂直连接；所述的换能器安装在换能器安装舱中，并通过螺栓连接在分隔板的另一侧，换能器的信号接收和发射面朝向圆柱形筒体的筒外处设置，所述的换能器通过一体式电缆与电子舱中的发射板、接收板和模拟板分别进行连接，并通过一体式电缆进行数据传输与收发控制；所述的多普勒流速剖面仪通过外壳轴向安装在AUV的中间位置，并与AUV形成一体式结构。

本实用新型与现有技术相比产生的有益效果是：

1、本申请中将换能器设置在密封舱中，与电子舱为一体式分层设计，有效减小元件所占体积，结构紧凑小巧；

2、本申请中的多普勒流速剖面仪轴向安装在AUV的中间位置，并与AUV形成一体式结构，一方面便于装配，另一方面由于仪器不凸出于AUV主体，水密性更好；而且在这种连接方式下，不影响AUV的整体形状，仪器与水体接触面均为流线型，受水流冲刷阻力小，不易引起载体摇摆起伏，测速精度高。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的轴侧图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型内部结构轴侧图；

图4为本实用新型内部结构侧视图；

图5为圆形封板的主视图；

图6为圆形封板的侧视图。

图中：1-换能器；2-发射板；3-接收板；4-模拟板；5-外壳；5-1-圆柱形筒体；5-2-圆形封板；5-2-1-通信连接通孔；5-2-2-供电通孔；5-2-3-圆环状连接部；5-2-4-第一螺纹孔；5-2-5-环形凹槽；5-3-分隔板；5-4-电子舱；5-5-换能器安装舱；6-螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。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实用新型中的具体含义。

参见图1至图6所示，本申请实施例提供一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，它包括换能器1、发射板2、接收板3、模拟板4和外壳5；所述的外壳5包括圆柱形筒体5-1、两块圆形封板5-2和一块分隔板5-3，所述圆柱形筒体5-1的外径与两块圆形封板5-2的最大外径相等，且等于AUV连接处的外径，所述的两块圆形封板5-2将圆柱形筒体5-1两端的端口密封并形成一个密封舱，所述的分隔板5-3轴向安装在密封舱内并将密封舱分隔成电子舱5-4和换能器安装舱5-5，所述的发射板2、接收板3和模拟板4依次并排设置在电子舱5-4内，并分别通过栈接插件与分隔板5-3的一侧垂直连接；所述的换能器1安装在换能器安装舱5-5中，并通过螺栓连接在分隔板5-3的另一侧，换能器1的信号接收和发射面朝向圆柱形筒体5-1的筒外处设置，且其工作面的形状配合外壳的流线型设计，换能器1与核心模块通过数据线在内部进行连接，所述的换能器1通过一体式电缆与电子舱5-4中的发射板2、接收板3和模拟板4分别进行连接，并通过一体式电缆进行数据传输与收发控制；所述的多普勒流速剖面仪通过外壳5轴向安装在AUV的中间段上，并与AUV形成一体式结构。

本实施例中，所述的多普勒流速剖面仪整体为圆柱形，而AUV为纺锤形，将多普勒流速剖面仪整体轴向安装在AUV的中间位置，AUV与多普勒流速剖面仪所形成的一体式结构仍然为纺锤形，整体结构均匀，并不影响AUV在水体中的稳定性，且仪器不凸出于AUV主体，水密性更好。多普勒流速剖面仪两端固定于载体时，外壳与水流接触部分为流线型设计，与水流相对运动阻力小，对仪器搭载载体姿态影响更小，测速更准；而且AUV本身就为多段式结构，所以多普勒流速剖面仪的安装也不会对AUV的结构产生影响。

在一种可能的实施例中，如图3所示，所述的发射板2、接收板3和模拟板4为了配合外壳的流线型设计，均设计为半圆形板片，发射板2、接收板3和模拟板4作为核心模块完成信号发射、接收、数据处理和仪器控制的工作；发射板2、接收板3和模拟板4通过三根平行设置的螺栓6进行连接，保证其彼此之间连接的稳定性。在一种可能的实施例中，所述的圆形封板5-2上开有两个通孔，分别为通信连接通孔5-2-1和供电通孔5-2-2，所述的多普勒流速剖面仪的数据传输电缆穿过通信连接通孔5-2-1与AUV连接，多普勒流速剖面仪的供电电缆穿过供电通孔5-2-2与AUV连接；所述的AUV为多普勒流速剖面仪进行供电，并接收和传输多普勒流速剖面仪发射来的信号

在一种可能的实施例中，如图6所示，所述圆形封板5-2的两端端面各设置有一个圆环状连接部5-2-3，所述圆环状连接部5-2-3的外圆周面上开有多个周向均匀设置的第一螺纹孔5-2-4；所述圆柱形筒体5-1的两端外圆周面上开有多个周向均匀设置的第二螺纹孔，AUV安装段的两端外圆周面上周向开有多个均匀设置的第三螺纹孔，圆柱形筒体5-1的内径等于圆环状连接部5-2-3的外径，圆柱形筒体5-1的两端分别套在其两侧的圆形封板5-2的圆环状连接部5-2-3外，所述圆柱形筒体5-1与其两侧的圆形封板5-2分别通过第一螺纹孔5-2-4、第二螺纹孔和螺钉进行连接；所述多普勒流速剖面仪与其两侧的AUV安装段之间通过第一螺纹孔5-2-4、第三螺纹孔和螺钉进行固定连接。

本实施例中，所述的多普勒流速剖面仪与AUV通过螺栓进行连接，方便多普勒流速剖面仪的安装与拆卸，且多普勒流速剖面仪自身的外壳也通过螺栓进行连接，方便外壳内部的元件的更换。

在一种可能的实施例中，如图6所示，所述圆环状连接部5-2-3的外圆周面上远离圆柱形筒体5-1的一侧开有环形凹槽5-2-5，所述的环形凹槽5-2-5内嵌有密封橡胶条。

本实施例中，通过在圆形封板5-2的两端设置密封橡胶条，保证多普勒流速剖面仪密封舱的密封性和多普勒流速剖面仪与AUV连接处的密封性。

本申请整体外壳结构为圆柱体，水密性良好，搭载于载体时为水平方向放置，并与载体形成一体式结构，稳定性好；多普勒流速剖面仪两端面板各自设置一个航插安装孔，通过多个螺丝与载体进行连接，两端面板各自配备一个接口，用于供电与通信。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (5)

1.一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，它包括换能器(1)、发射板(2)、接收板(3)、模拟板(4)和外壳(5)，其特征在于：所述的外壳(5)包括圆柱形筒体(5-1)、两块圆形封板(5-2)和一块分隔板(5-3)，所述圆柱形筒体(5-1)的外径与两块圆形封板(5-2)的最大外径相等，且等于AUV连接处的外径；所述的两块圆形封板(5-2)将圆柱形筒体(5-1)两端的端口密封并形成一个密封舱，所述的分隔板(5-3)轴向安装在密封舱内并将密封舱分隔成电子舱(5-4)和换能器安装舱(5-5)，所述的发射板(2)、接收板(3)和模拟板(4)依次并排设置在电子舱(5-4)内，并分别通过栈接插件与分隔板(5-3)的一侧垂直连接；所述的换能器(1)安装在换能器安装舱(5-5)中，并通过螺栓连接在分隔板(5-3)的另一侧，换能器(1)的信号接收和发射面朝向圆柱形筒体(5-1)的筒外处设置，所述的换能器(1)通过一体式电缆与电子舱(5-4)中的发射板(2)、接收板(3)和模拟板(4)分别进行连接，并通过一体式电缆进行数据传输与收发控制；所述的多普勒流速剖面仪通过外壳(5)轴向安装在AUV的中间段上，并与AUV形成一体式结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，其特征在于：所述的发射板(2)、接收板(3)和模拟板(4)均为半圆形板片，发射板(2)、接收板(3)和模拟板(4)通过三根平行设置的螺栓(6)进行连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，其特征在于：所述的圆形封板(5-2)上开有两个通孔，分别为通信连接通孔(5-2-1)和供电通孔(5-2-2)，所述的多普勒流速剖面仪的数据传输电缆穿过通信连接通孔(5-2-1)与AUV连接，多普勒流速剖面仪的供电电缆穿过供电通孔(5-2-2)与AUV连接。

4.根据权利要求3所述的一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，其特征在于：所述圆形封板(5-2)的两端端面各设置有一个圆环状连接部(5-2-3)，所述圆环状连接部(5-2-3)的外圆周面上开有多个周向设置的第一螺纹孔(5-2-4)；所述圆柱形筒体(5-1)的两端外圆周面上开有多个周向设置的第二螺纹孔，所述圆柱形筒体(5-1)的两端与两个圆形封板(5-2)分别通过第一螺纹孔(5-2-4)、第二螺纹孔和螺钉进行连接；所述多普勒流速剖面仪的两端通过两侧的圆形封板(5-2)上的第一螺纹孔(5-2-4)和螺钉与AUV的端面进行固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于AUV的流线型声学多普勒流速剖面仪，其特征在于：所述圆环状连接部(5-2-3)的外圆周面上远离圆柱形筒体(5-1)的一侧开有环形凹槽(5-2-5)，所述的环形凹槽(5-2-5)内嵌有密封橡胶条。

Images